MA Al alloys are examined to determine the effects of alloying of Mg and Cu and rolling on tensile deformation behavior at 748 K over a wide strain rate range($10^{-4}-10^3/s$). A powder metallurgy aluminum alloy produced from mechanically alloyed pure Al powder exhibits only a small elongation-to-failure(${\varepsilon}_f$ < ~50%) in high temperature(748 K) tensile deformation at high strain rates(${\acute{\varepsilon}}=1-10^2/s$). ${\varepsilon}_f$ in MA Al-0.5~4.0Mg alloys increases slightly with Mg content(${\varepsilon}_f={\sim}140%$ at 4 mass%). Combined addition of Mg and Cu(MA Al-1.5%Mg-4.0%Cu) is very effective for the occurrence of superplasticity(${\varepsilon}_f$ > 500%). Warm-rolling(at 393-492 K) tends to raise ${\varepsilon}_f$. Lowering the rolling-temperature is effective for increasing the ductility. The effect is rather weak in MA pure Al and MA Al-Mg alloys, but much larger in the MA Al-1.5%Mg-4.0%Cu alloy. Additions of Mg and Cu and warm-rolling of the alloy cause a remarkable reduction in the logarithm of the peak flow stress at low strain rates (${\acute{\varepsilon}}$< ~1/s) and sharpening of microstructure and smoothening of grain boundaries. Additions of Mg and Cu make the strain rate sensitivity(the m value) larger at high strain rates, and the warm-rolling may make the grain boundary sliding easier with less cavitation. Grain boundary facets are observed on the fracture surface when ${\varepsilon}_f$ is large, indicating the operation of grain boundary sliding to a large extent during superplastic deformation.
상온의 인발공정에서 소재는 인발다이를 통과하면서 직경이 줄어들고 길이가 늘어난다. 인발다이와 소재가 접촉한 면에서의 압력과 미끄럼 운동에 의해 소재에는 탄성회복, 인발 다이에는 마찰과 마모가 생긴다. 또한, 소재의 변형 및 마찰열로 인해 소재와 다이의 온도가 상승하며 이로 인해 지정된 다이 내경으로 제품이 가공되기 어려우며 소재의 선경은 지정된 직경 또는 다이 내경과 다르게 된다. 본 논문에서는 다이의 온도분포를 고려하여 소재의 탄성회복, 다이의 탄성변형, 그리고 다이와 소재의 열변형이 인발제품의 선경변화에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 네 가지 요인 중에서 소재의 탄성회복의 영향이 선경변화량의 대부분을 차지함을 확인하였다. 선경변화에 영향을 주는 인자들을 고려하여 지정된 치수와 차이를 주지 않는 초기 다이를 설계하였고, 설계된 초기 다이를 이용하여 지정된 치수의 인발제품을 얻을 수 있었다.
강구조물에 있어서 여러 가지 환경요인에 의해 균열 및 부식 등의 문제가 발생되고 있다. 이는 구조물의 내구성을 저하시키는 요인이 된다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 용접 보수${\cdot}$보강방법을 사용할 수 있다. 이러한 보수용접은 전단 및 용접과 같은 입열 과정을 필연적으로 수반하고 있다. 따라서 이러한 입열과정에 있어서 발생되는 잔류응력 및 변형의 예측${\cdot}$제어${\cdot}$방지는 구조물의 안전이라는 측면에서 볼 때 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 2차원 및 3차원 유한요소 해석을 수행하여 가스전단 및 아크용접에 의해 얻어진 절단 및 용접 잔류응력과 변형을 구하였으며, 2차원 및 3차원 해석기법에 따른 그 값의 정도를 명확히 하였다. 해석기법에 따라 2차원 및 3차원 해석을 수행하여 얻은 절단 및 용접 잔류응련의 분포 및 그 절대치는 유사한 값을 나타내었다.
최근 도심지 주변으로 집중되는 신축구조물 및 공동구 확장 등과 같은 인접굴착공사로 인해 운영중인 철도 구조물의 변형이 발생되고 있다. 그러나 대부분 구조물에 대한 구조검토 및 보수보강에 집중되고 있으며 궤도에 대한 검토는 부족한 실정이다. 특히 토공노반 상 자갈궤도의 경우 노반과 도상자갈이 강결된 구조가 아니므로, 미소한 수준의 변형으로도 도상자갈 이완현상이 발생할 수 있다. 이는 침목 지지조건이 불안정한 조건으로 유도될 수 있으므로 충분한 안전성을 확보해야한다. 또한 불안정한 지지조건으로 열차탈선의 위험이 매우 높은 궤도형식이다. 따라서 본 연구에서는 노반 변형에 따른 자갈궤도의 변형특성과 궤도지지성능의 상관관계를 실험 및 해석적으로 입증하고, 자갈궤도의 상태 및 궤도지지강성을 평가할 수 있는 평가기법을 제시하고자 한다.
In this study, the progressive inelastic deformation, so called, thermal ratchet phenomenon which can occur in high temperature liquid metal reactor was simulated with thermal ratchet structural test facility and 316L stainless steel test cylinder. The inelastic deformation of the reactor baffle cylinder can occur due to the moving temperature distribution along the axial direction as the hot free surface moves up and down under the cyclic heat-up and cool-down of reactor operations. The ratchet deformations were measured with the laser displacement sensor and LVDTs after cooling the structural specimen which experiences thermal load up to $550^{\circ}$ and the temperature differences of about $500^{\circ}C$. During structural thermal ratchet test, the temperature distribution of the test cylinder along the axial direction was measured from 28 channels of thermocouples and the temperatures were used for the ratchet analysis. The thermal ratchet deformation analysis was performed with the NONSTA code whose constitutive model is nonlinear combined kinematic and isotropic hardening model and the test results were compared with those of the analysis. Thermal ratchet test was carried out with respect to 9 cycles of thermal loading and the maximum residual displacements were measured to be 1.8mm. It was shown that thermal ratchet load can cause a progressive deformation to the reactor structure. The analysis results with the combined hardening model were in reasonable agreement with those of the tests.
Lee Dong Uk;Lee Byoung Oon;Kim Young Gyun;Lee Ki Bog;Jang Jin Wook
Nuclear Engineering and Technology
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제35권4호
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pp.356-368
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2003
Material properties such as coolant specific heat, film heat transfer coefficient, cladding thermal conductivity, surface diffusion coefficient of the multi-bubble are improved in MACSIS-Mod1. The axial power and flux profile module was also incorporated with irradiation history. The performance and feasibility of the updated driver fuel pin have been analyzed for nominal parameters based on the conceptual design for the KALIMER breakeven core by MACSIS-MOD1 code. The fuel slug centerline temperature takes the maximum at 700mm from the bottom of the slug in spite of the nearly symmetric axial power distribution. The cladding mid-wall and coolant temperatures take the maximum at the top of the pin. Temperature of the fuel slug surface over the entire irradiation life is much lower than the fuel-clad eutectic reaction temperature. The fission gas release of the driver fuel pin at the end of life is predicted to be $68.61\%$ and plenum pressure is too low to cause cladding yielding. The probability that the fuel pin would fail is estimated to be much less than that allowed in the design criteria. The maximum radial deformation of the fuel pin is $1.93\%$, satisfying the preliminary design criterion ($3\%$) for fuel pin deformation. Therefore the conceptual design parameters of the driver fuel pin for the KALIMER breakeven core are expected to satisfy the preliminary criteria on temperature, fluence limit, deformation limit etc.
연안 해역에서의 대규모 외해 구조물의 건설은 구조물 배후의 해안선으로부터 외빈에 이르는 광범위한 영역에서 심각한 해빈변형을 야기학 수 있다. 신 등[2000]과 신과 홍[2004]은 일련의 3차원 이동상 실험을 통하여 외해 구조물 배후의 표사이동 양상을 밝혔으며, 본 연구는 이들 실험 결과를 토대로 복합 3차원 해빈변형모델을 제안한 것이다. 제안된 모델은 3차원 이동상 실험 결과와의 비교를 통해 검정하였으며, 그 결과 외해 구조물 배후에 대한 해안선 측의 톰보로 재현은 물론 외빈대에서의 침식ㆍ퇴적역에 있어서도 좋은 일치를 나타내었다. 또한 대규모 인공섬 건설에 의한 해빈변형문제가 실제 야기되었던 현지 해안에 제안된 모델을 적용하여 그 타당성을 확인하였다.
$Nb_3Sn$ 복합초전도 테이프는 금속간 화합물로서 다른 초전도 재료에 비하여 임계밀도가 높아 MRI등에 널리 이용되고 있다. 한편 $Nb_3Sn$층은 화합물이므로 bending이나 winding등의 코아 제작시 테이프 도체에 응력이 작용하면 화합물층에 취성으로 인한 크랙이 발생하여 부분적으로 파단이 일어나 임계전류 특성이 열화하며 무응력 상태에 비하여 크게 저하된다. 따라서 이와 같은 $Nb_3Sn$복합초전도 테이프의 실질적인 적용을 위해서는 선재의 제조과정 뿐만 아니라 가동 중에 기계적 응력에 대한$Nb_3Sn$복합 초전도 테이프의 미시적 거동 특성을 필히 이해하여야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 음향방출기법(Acoustic Emission)을 이용하여 $Nb_3Sn$ 복합초전도 테이프에 대해서 일정변형속도(constant extension rate)제어로 인장하중이 작용할 경우 발생하는 AE 신호특성과 이에 대응하는 각 화합물층의 미시적 변형거동 특성과의 상관관계를 분석하였다.
프로브 카드는 웨이퍼의 칩 검사에 사용된다. 또한 반도체의 고집적화에 따른 미세피치 대응으로 높은 위치 정도가 요구된다. 그러나 실제 장비에서는 하부 척에서 높은 열이 프로브 카드로 전달되어, 프로브 카드의 열변형을 초래하게 된다. 프로브 카드의 수직방향 열변형은 핀의 접촉관련 문제를 야기할 것이고, 수평방향의 열변형은 x-y 방향으로의 위치 오차를 만들 것이다. 따라서 프로브 카드는 허용 범위내의 열변형이 이루어지도록 재질과 구조를 갖게 설계되어야 한다. 본 연구에서는 유한요소 해석프로그램인 ANSYS$^{TM}$를 이용하여 프로브 카드의 실제 부하 조건들을 적용한 열전달 해석을 수행하였다. 정상상태 온도 구배에 대해 열변형이 계산되었으며, 최종적으로 적절한 설계변수들을 조정하여 열변형이 최소화 될 수 있는 새로운 구조를 제안하였다.
Objectives : The present study is to verify whether the deformation of ear acupuncture needle tips that are currently on the market is caused during the process of initial packaging. Methods : Ear acupuncture needles distributed from three different companies were collected to measure the size of the groove on the transparent plate which is used in for the intial packaging. Then the tolerance range for off-centered tips, which represent the range of the groove size that is safe from damaging the needle tip, was determined based on the vertical length measured from tip to handle. 200 ear acupuncture needles were dipped in alcohol and scanned to confirm the position of the needles. Stereo-microscope was used to observe the needle tips that were located outside the tolerance range. Results : The increased number of ear acupuncture needle tips placed outside the tolerance range were seen from in the order of C company, A company and B company. The increased deformation of the needle tips caused by initial packaging was observed in the order of A company, C company and B company. Conclusion : Only the ear acupuncture needles from B company showed the strong correlation between needle tip deformation and initial packaging. It has been observed that the deformation of the ear acupuncture needles is mainly due to manufacturing process, not the packaging process.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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