• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3155-3160
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• 2010

최근 자동차 산업은 고효율 자동차의 개발에 박차를 가하고 있으며 이에 따라 차체 경량화 및 내식성 방지를 위한 고강도강 및 도금강의 사용이 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 자동차 차체에 쓰이는 3종의 다른 강판에 대하여, 겹침 순서에 따른 용접 특성을 시뮬레이션 기법을 이용하여 분석하였다. 자동차 차체에 많이 사용되는 EDDQ 급의 도금강판 0.7t와 인장강도 440 MPa급의 440R 1.2t, 그리고 AHSS (Advanced High Strength Steel)인 DP 590 0.2t 판재에 대하여 겹치기 순서에 따른 용접 특성을 시뮬레이션 하였고, 너겟 성장 곡선 및 전류에 따른 너겟의 크기로 그 용접성을 분석하였다. 또한 용접 시 발생되는 각 접촉부의 접촉저항을 이용하여 겹침순서에 따른 너겟의 크기를 분석하였으며, 이를 통해 최적의 겹치기 순서를 제안할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.644-649
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• 2017

자동차 산업에서는 환경 문제와 국제 유가 상승 등으로 인한 차량 경량화에 대한 요구가 증대되고 있다. 이에 따라 알루미늄 합금과 특수 소재 등이 차량 중량을 줄이는데 활용되고 있지만 비용과 강도 측면에서 철강소재를 극복하기 에는 여전히 많은 어려움이 있다. 따라서 강도와 성형성이 좋은 AHSS(Advanced High Strength Steel) 소재의 적용이 증가하고 있다. 특히 운전자 보호를 위한 안전 규제가 강화되면서 센터필러 (Center Pillar), 루프레일 (Roof Rail) 부분에 1.2GPa급 초고강도 강재의 적용이 점차 늘어나고 있으며 이종강재에 대한 자동차 차체 적용 또한 점차 증가하고 있다. 본 연구에서는 SGAFC1180 1.2t 강재의 저항 점용접성 및 용접부의 특성을 파악하였다. 시뮬레이션을 이용하여 너깃의 생성 및 성장 거동을 관찰하였으며 예측 성능은 오차율 10% 이내에서 유사한 경향을 나타내었다. 또한 이러한 거동이 공정변수인 동저항에 미치는 영향을 파악하였고 전단인장강도 및 너깃 직경과의 상관관계를 고찰하였다. 본 연구를 통하여 동저항의 패턴을 인식하여 패턴의 형태에 따라 용접 상태를 분류하고 용접 품질을 판단하는 시스템도 제안할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.817-827
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• 2008

본 연구에서는 기존 SM490강재와 국내에서 최근 개발된 내진용강재(SHN490, SN490)로 이루어진 특수모멘트골조의 기둥이음부를 부분용입용접으로 설계하여 내진성능평가를 위한 실물대 실험을 실시하였다. 부분용입용접에 의한 기둥이음부는 용접비용 및 공기의 절감에서 매력적 인 방안이다. 그러나 과거에 외국에서 수행된 몇몇 실험결과에 의하면 부분용입용접에 의한 후판기둥의 이음부는 인장응력에 대해 취성파단하는 거동을 보였다. 이런 이유로 인해 최근의 내진설계기준에서는 특수모멘트골조의 부분용입용접 기둥이음부의 강도는 예상 기둥소성모멘트 이상의 강도를 요구한다. 이를 반영하여 시험체의 부분용입용접 이음부의 설계강도는 AISC-LRFD의 기준식을 적용하여 기둥의 예상 소성모멘트 이상이 되도록 설계 및 제작하고 3등분점 하중으로 단조가력하였다. 압연형강 시험체 2개 및 조립형강 시험체 2개(총 4개 시험체)의 이음부 모두에서 기둥의 실제 소성모멘트 이상의 강도를 발휘하였다. 즉 AISC-LRFD의 부분용입용접 설계강도식의 신뢰성을 확인할 수 있었다. 다만 SM490 압연형강 시험체는 기둥의 소성모멘트를 발휘한 후 이음부에서 급격한 취성파단이 발생하였다. 이는 용접결함과 플랜지의 강도미달에 따른 복합적 원인에 의한 것으로 추정된다. 특히 SM490 강재의 경우는 항복강도와 인장강도가 규정치에 미달하는 등 성능편차가 큰 것으로 나타났다. 제한적 실험결과이긴 하지만 소재물성 및 이음부 거동의 측면 모두에서 내진용 신강재가 기존강재에 비해 전체적으로 우수함을 보여준 결과라 할 수 있다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.13-13
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• 2009

현재 열간단조 금형을 제작함에 있어 육성용접을 실시하는 방법이 금형강 STD61, STD11 등으로 제작하는 방법에 비해 보수나 비용적인 측면에서 이점을 가지고 있기 때문에 점차적으로 증가하고 있는 추세이다. 열간단조 공정에서 금형은 $1000^{\circ}C$이상의 고온재료와 반복접촉하게 된다. 이때 이형제의 사용은 급속냉각 및 급속가열의 열피로를 가속시킨다. 또한, 금형은 반복충격에 의한 기계적 피로를 받게 된다. 이러한 금형의 사용환경을 고려한 FCW는 종래 고가의 $2.8{\sim}3.2{\Phi}$인 외국산 FCW를 사용하였으나 이를 대체한 $3.2{\Phi}$ 태경 FCW가 국내에서 개발되었다. 하지만 개발된 FCW를 사용하여 제작된 금형의 수명이 부족한 현상이 발생하였다. 이에 금형의 수명을 연장시킬 수 있는 내균열성 및 내열충격성을 확보한 태경 FCW의 개발과 개발된 FCW의 성능평가가 요구되었다. 특히 열간단조 금형에 있어서 중요한 내열충격성의 경우 가열과 냉각의 반복 Cycle에 의한 Thermal shock의 평가가 대부분이며 높은 Cycle로 인해 많은 시간이 걸리며, 또한 가열과 냉각을 오갈 수 있는 고가의 시험장치가 요구된다. 그러므로 개발된 FCW 육성용접부의 내균열성 및 내열충격성을 평가할 수 있는 방법에 대한 연구와 특히 내열충격성을 시간이 적게 걸리면서도 경제적으로 평가할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 열간단조 금형 육성용접부의 내균열성 및 열충격특성을 평가할 수 있는 방법에 대한 검토와 특히 내열충격성에 대해 J.W.Kim등의 시험방법을 참고하여 시간이 적게 걸리면서 저 비용으로 열 충격특성을 평가할 수 있는 시험법을 고안하는 것이다. 이를 위한 방법으로 육성용접부의 내균열성을 평가하기 위한 상온 Bending을 실시하였고, 내열충격성을 평가하기 위한 염욕로를 이용하는 고온 Bending을 고안하여 실시하였다. 상온 Bending, 고온 Bending 모두 3점 굽힘시험을 적용하였다. 고온 Bending의 가열방법으로는 염욕로를 사용하여 시편이 대기중에서 약 $850^{\circ}C$의 온도가 될 수 있도록 하였다. 시편은 각각 열처리를 하여 요구 경도를 확보하였고, 이를 염욕로에서 5분간 가열 및 유지하여 취출 후 굽힘하중을 가하여 변위의 정도로 열충격을 평가하는 방법을 사용하였다. 상온 Bending은 극한변형량과 파단부 극한응력으로, 고온 Bending은 고온 극한변형량으로 평가를 하였고, 외국산 FCW를 사용한 육성용접부를 비교대상으로 하였다. 평가 결과 개발된 국산 $3.2{\Phi}$ 태경 FCW의 성능은 외국산 FCW와 유사하거나 우수한 것으로 평가되었고, 실제 금형을 제작하여 현장에 적용한 결과 금형의 수명이 연장된 것이 나타났다.

• 콘크리트학회지
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• 제6권4호
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• pp.153-160
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• 1994

본 연구는 용접철망을 사용한 반두께 프리캐스트 콘크리트 슬래브의 휨내력 평가 및 연성능력 검토를 위하여 총 10개의 일방향 반두께 프리캐스트 콘크리트 슬래브를 제작하여 2점 단순 재하를 하였다. 주요변수로서는 상부콘크리트 압축강도, 반두께 슬래브의 표면거칠기, 그리고 인장철근비로 구성되었으며, 실험결과는 다음과 같다. 반두께 프리캐스트 콘크리트 슬래브의 휨설계는 국내 극한강도 설계법에 의한 슬래브 설계방식의 사용이 가능한 것으로 나타났다. 슬래브에 $4000kg/cm^2$이상의 용접철망을 사용할 경우 기존의 규준에 따라 항복응력도를 변형율 0.0035에 해당하는 응력도를 사용하는 것이 안정적인 것으로 나타났다. 용접철망을 사용한 슬래브의 경우 철근 콘크리트 연성평가에 따라 분석한 결과 연성부담능력이 저하되어 용접철망을 경우에는 연성증진을 위한 일반철근을 혼용하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

• 한국해양공학회지
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• 제6권2호
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• pp.21-34
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• 1992

The behavior of fatigue crack growth in the single spot welded joint of zinc galvanized steel sheets was studied experimentally and analytically based on fracture mechanics. Axial tension fatigue tests were carried out with the BSxGAB specimen that the bare plane(GAB) of monogalvanized steel sheet was spot welded to the double thickness bare steel sheet(BS), and with the GAxGAB specimen that the galvanized plane (GA) was spot welded to the equal thickness bare plane (GAB) 1. The relation between maximum stress intensity factor, K sub(max) and the number of cycles to failure, N sub(f) has shown a linear relation on log-log plot in the spot weld of the zinc galvanized steel sheet. 2. The fatigue strength of BSxGAB specimens is about 23% higher than that of GAxGAB specimens at the fatigue strength of $1\times10^6$ cycles. And the fatigue life of BSxGAB specimens at the same load range increases 6~9 times higher than that of GAxGAB specimens. 3. The general tendency at the angle of bending($\theta$) in an applied load has changed rapidly at the initial 20% of its life. After then, it has changed slowly. The change at the angle of bending has increased linearly as the load range increases. 4. It has shown a linear relation between the location ratio of initiation ${\gamma}$ and fatigue life $N_f$ on the semi-log graph paper. Here $\gamma$ means that the crack distance between main crack and sub-crack, 2L is divided by the nugget diameter, 2r. $\gamma=a{\cdot}log N_f+n$ (where a and n are material constant.)

• Journal of Welding and Joining
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• 제29권2호
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• pp.94-101
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• 2011

A lumped mass damped vibratory model was proposed for quantitative understanding of welding machine characteristics. An experimental setup was developed to determine the mechanical parameters (moving mass m, equivalent stiffness k and damping c) which govern the dynamic mechanical response of the resistance spot welding machine. During the test, acceleration of the electrodes for each level of applied load was measured by accelerometer, filtered and numerically integrated to find the corresponding velocity and displacement. The machine dynamic parameters were determined by finding the unknowns of the proposed model with experimental data. A Simulink model was proposed to investigate the influence of these mechanical parameters on the welding process. The electrode response was simulated by changing values of stiffness and damping. It was observed that both of the machine parameters(c, k) have significant effect on the response of electrode head.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권3호
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• pp.825-831
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• 1996

폭약의 폭발시 발생되는 초고압 충격 에너지를 이용한 강-티타늄 이종재질의 폭발접합 특성을 한요소기법에 의하여 실험적인 방법으로는 해석하기 어려운 미시적 관점의 접합조건을 해석하였다. 서로 다른 이종재질간의 접합에서 HI-DYNA2D 유한요소 코드를 이용한 계산결과에 의하면 충돌부근에서의 압력크기는 기존에 수행하였던 Oberg등의 수치적 해석결과와 잘 일치하고 있다. 한편, 폭약이 정상적인 폭발에너지를 발생시키기 위해서는 폭약이 30mm이상의 두께를 유지하여야 하며 50mm이상의 폭약두께는 폭접소재의 접합에 별다른 영향을 주지 못하고 있다. 즉, 폭약을 적게 사용하면 접합에너지가 부족하여 접합이 약하고, 폭약이 과도하게 많게되면 폭약의 손실이 많이 되므로 폭발용접 설계시 이들의 양을 미리 명확하게 예측하는 것이 대단히 중요함을 제시하였다. 한 평행한 상태에서 강-티타늄 이중소재를 접합할 경우의 이격거리는 3-5mm로 유지하는 것이 가장 양호한 접합상태를 얻을 수 있는 것으로 해석된다. 본 연구에서는 폭발용접의 접합특성 해석과 이에 강-티타늄 이종재질의 접합 설계조건을 실험적인 방법으로 구하지 않고, HI-DYNA2D 코드를 활용한 반복작업을 통하여 접합조건의 설계데이터를 충분히 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권7호
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• pp.597-601
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• 2008

Currently knowledge of strain in welds has mainly been obtained from strain gaging method: that is directly attaching most of the material to the gage. The very few non-contact methods are still in the early stage. One of the non-contact methods is by the use of the laser that has high-level of the accuracy for the measurement, and this laser also has excellent characteristics on which many studies for its applications are focused throughout the many fields. A method of study is on the measurement of the strain caused by the characteristics of the spot welded zone which is used with 3-D ESPI system that is functionally modified through the laser ESPI(Electronic Speckle Pattern Interferometry) system. This system employed the SGCC 1.2t which are mainly used for the steel plate such as automobile, structure, building material and electronic appliances.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권11호
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• pp.2845-2852
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• 2000

When welding a car frame with one spot welding there are same limitations because many parts of it cannot be simplified by one spot welding alone. It is presented two spot welding model for the description of the spot welding which is usually used in a car frame structure. This study primarily covers fatigue behavior taking spot welded SPCC(Steel plate carbon C) with different ungget intervals as a tension shear specimen. It was prepared that intervals between two nuggets are varied as 9mm, 14mm, and 20mm respectively. The tensile tests and fatigue tests were executed to know the mechanical properties under static and fatigue load condition. In addition, the relationship between fatigue life and nugget intervals was illustrated by finite element method.