• 대한기계학회논문집A
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• 제26권5호
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• pp.890-895
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• 2002

Cold expansion method is retarded of crack initiation due to the compressive residual stress developed on the hole surface. Previous research has just been study about residual stress distribution in the hole surrounding. But, The purpose of this study was to improve the understanding of the residual stress effect in hole surrounding as crack growth from another hole. In this paper, it is shown that residual stress is redistributed due to the application of cold expansion process for CT specimen using finite element method. It is further shown that tensile stress increases in proportion to cold expansion ratio in the vicinity of crack. It is thought that stress intensity factor increases with cold expansion ratio.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권5호
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• pp.867-880
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• 2015

Mechanical fastening is still one of the main methods used for joining components. Different techniques have been applied to reduce the effect of stress concentration of notches like fastener holes. In this work we evaluate the feasibility of combining laser shock peening (LSP) and cold expansion to improve fatigue crack initiation and propagation of open hole specimens made of 6061-T6 aluminum alloy. LSP is a new and competitive technique for strengthening metals, and like cold expansion, induces a compressive residual stress field that improves fatigue, wear and corrosion resistance. For LSP treatment, a Q-switched Nd:YAG laser with infrared radiation was used. Residual stress distribution as a function of depth was determined by the contour method. Compact tension specimens with a hole at the notch tip were subjected to LSP process and cold expansion and then tested under cyclic loading with R=0.1 generating fatigue cracks on the hole surface. Fatigue crack initiation and growth is analyzed and associated with the residual stress distribution generated by both treatments. It is observed that both methods are complementary; cold expansion increases fatigue crack initiation life, while LSP reduces fatigue crack growth rate.

• 대한산업공학회지
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• 제17권2호
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• pp.75-86
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• 1991

This paper presents a methodology to enable the tolerances on mating parts of an assembly to be specified and be compatible to the precision of an assembly robot so as to achieve maximum system performance. The measure of performance is defined as the Probability of Successful Assembly (PSA). A typical loose fastener assembly, usually called peg-in-a-hole is investigated. The Geometric Tolerancing System is adopted to represent position tolerances of mating parts. Two models are presented by considering modifiers on a position tolerance, Regardless of Feature Size (RFS) and Maximum Material Condition (MMC). Using these models, it is analyzed how the Standard Limits and Fits recommended by ANSI influence the performance of an assembly robot. For this analysis, the Standard Limits and Fits are transformed to the representation scheme of the Geometric Tolerancing System. Due to low PSAs when the Standard Limits and Fits are taken into account, the effect of chamfers around a hole is also analyzed.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권2호
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• pp.46-51
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• 2002

홀 확장법은 홀 주위에 압축 잔류응력 층을 생성시킴으로서 균열 발생을 지연시키는 방법으로 항공산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 홀 확장잔류응력의 분포는 홀 확장률, 맨드럴 삽입방향, 재료 물성치 등 여러 가지 홀 확장 파라미터에 따라 달리진다. 홀 확장 잔류응력 층의 정확한 파악이 항공사업의 실제 설계에 있어서 매우 중요함에도 불구하고 이에 대한 연구는 상대적으로 부족하였다. 본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 통하여 알루미늄 평판에 홀 확장법을 적용하는 경우의 잔류응력 분포를 예측하고자 하였다. 유한요소해석의 타당성을 검증하기 위하여 스트레인 게이지를 이용한 홀 확장 잔류변형률을 측정하였으며, 홀 확장률과 2단 홀 확장이 잔류응력 분포에 미치는 영향을 파악하였다. 2단 홀 확장을 적용함으로써 최대 압축 잔류응력의 크기가 약 7% 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권1호
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• pp.8-17
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• 2003

항공기 주구조에서 맞대기중첩연결(Butt Lap Joint) 구조는 저속균열성장 개념의 손상허용설계를 한다. 이러한 연결부 구조는 볼트나 리벳 구멍 가장자리의 부재간 접촉면에서 프레팅에 의한 피로균열이 발생되어 다지점 균열성장 거동을 하는 경우가 많다. 본 연구에서는 초기 모서리균열을 내재한 볼트연결 맞대기중첩연결 구조시편에 프레팅 조건을 달리하여 비행하중스펙트럼 하에서 피로균열 성장거동을 실험적으로 분석하고 잔여강도를 비교하여 프레팅이 균열성장과 손상허용성에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한 기존의 응력강도식으로 모서리균열의 성장패턴을 예측하고 실험결과와 비교 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권6호
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• pp.550-557
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• 2008

영구히 장착된 배열 압전 능동 센서를 사용하여 복합재 보강판의 볼트 구멍에 있는 층간분리 손상을 탐지하였다. 다양한 신호처리 기법을 사용하여 국부적인 수직하중에 의하여 발생한 볼트 구멍 주위의 눈에 보이지 않는 작은 층간분리를 탐지하였다. 배열 압전 센서를 사용하여 진단신호를 생성하였으며, 응답신호를 측정하였다. 응답신호를 신호 처리하여 손상에 민감한 특성들을 추출하였다. 이 특성들을 사용하여 손상 지수를 계산하였고, 손상 지수를 사용하여 손상의 유무와 위치를 추정하였다.

• Composites Research
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• 제22권3호
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• pp.82-88
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• 2009

본 연구에서는 노치 홀과 기계적 체결 홀이 탄소섬유강화 복합재의 강도특성에 미치는 영향에 대하여 연구를 수행하였다. 강도는 상온건조, 저온건조($-55^{\circ}C$)와 고온다습 조건($108.3^{\circ}C$)에서 측정하였으며, 실험결과를 바탕으로 다음과 같은 결론을 얻었다. 기계적 체결 홀에서 인장강도의 증가는 볼트에 의해서 가해진 구속으로 홀 주위의 손상을 억제함으로써, 강도를 증가시킨 것으로 분석된다. 저온($-55^{\circ}C$)에서 인장강도의 증가는 섬유와 모재의 열팽창계수 거동의 특성에 따른 취성 증가의 요인이며, 고온다습 조건($108.3^{\circ}C$)에서 압축강도 감소는 침투만 수분에 의해 섬유와 모재의 층간 결합부의 물성이 저하한 것으로 사료된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권5호
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• pp.158-165
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• 2004

Up to now, many crack repair techniques have been developed for inhibiting crack growth in structural components. However, the simplest way for inhibiting crack growth is to apply a indentation at the crack tip or at some distance ahead of the expected crack growth path so as to produce residual compressive stresses that can reduce the effective stresses around the crack tip. In spite of its importance to the aerospace industry, little attention has been devoted to evaluation of the indentation residual stress effect on the fatigue crack initiation life quantitatively. Therefore, in the present work, the magnitude and distribution of the indentation residual stresses were investigated in order to estimate the beneficial effect on fatigue crack initiation by using finite element method. Furthermore, to examine the validity of finite element analysis results, residual stress distribution in the indented specimen was measured by using X-ray diffraction technique, and fatigue crack behavior at fastener hole in aluminum alloy 7075-T6 before and after indentation processes was investigated.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.683-690
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• 2008

철골세우기를 할 때, 불트의 가체결은 유용하게 이용될 수 있다. 그러나 만약 부재의 제작오차나 시공현장에서의 환경 등으로 인해 부재간 볼트 구멍이 일치하지 않는다면, 시공현장에는 이를 맞추기 위해 많은 노력과 수고를 피할 수 없을 것이며, 이는 시공기간이 길어지는 원인이 될 수 있다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법으로 접합부재를 과대구멍 또는 슬롯구멍을 만드는 방법이 있고, 이는 이미 유럽과 미국에서 연구되어 설계방법까지 제시하고 있다. 그러나 국내 설계방법에는 과대구멍 및 슬롯구멍에 대해 언급되고 있지 않다. 한편 국내의 설계방법 및 건설환경은 유럽과 미국과는 다소 차이가 있다. 따라서 국내 실정에 적합한 과대구멍과 슬롯구멍에 대한 설계방법이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 실험을 통해 고력볼트 마찰접합부의 모재가 과대구멍 및 슬롯구멍에 대한 마찰계수를 결정하고 거동을 평가하였다.

• 한국의류산업학회지
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• 제22권3호
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• pp.271-286
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• 2020

This study evaluated designs via the consumers' function and design preferences survey for using product design images, virtual avatar wearing images and product explanations that identified consumers' function and design preferences for knee protection pads as well as to develop movement assistive knee pad designs. We developed Design A for men and Design B for women. For Design A, the front of the knee supports muscles and alleviates pain with a hole. Mesh material with good ventilation was applied to enhance wearing comfort. The color was achromatic for a modern style, and the hook fastener and loops enabled easy wear and removal of the pad while controlling size and pressure strength. For Design B, taping details seamlessly support muscles in the knee area with fabrics less than 0.1 cm thick and with long sleeves in the diverse sizes. The design's satisfaction assessment showed that potential consumers were satisfied with Design A and Design B for overall design and functional features. Over 77% wanted to use/wear and purchase designs; in addition, over 78% expected it would help with walking and relieve knee pain. The results can be helpful for designers when deciding designs for manufacturing and commercializing kneepad products.