• 한국표면공학회지
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• 제34권1호
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• pp.3-9
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• 2001

The purpose of this study is to evaluate the properties of the functional gradient thermal barrier coatings by plasma spray process. The evaluations of mechanical and thermal properties such as fatigue, oxidation and wear-resistance at high temperatures have been conducted. Furthermore, residual stress and bond strength have been evaluated. The range of thickness of coated layers was 550~600$\mu\textrm{m}$. The range of hardness of layers was 800~900 Hv and the porosity range of coatings was about 7 to 14%. The top coating layer of $ZrO_2$ in thermal barrier was composed of tetragonal structure after spraying. The coated layers of $ZrO_2$ on the Inconel substrate is the best resistance for thermal fatigue. Those coatings had the least compressive stress in comparison with other coatings. In high temperature oxidation test, the coatings on Inconel substrate was better than the coatings on SUS substrate. The bond strength of the concave type was greater than that of linear types and convex types coatings.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
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• pp.1269-1270
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• 2006

Mg-Zn-RE alloys had a novel lond period stacking ordered (LPO) structure. Their rapidly solidified powder metallurgy (RS P/M) alloys exhibited a combination of high strength and god ductility (tensile yield strength above 550 MPa and elongation above 5%). The LPO Mg-Zn-RE RS P/M alloys had high elevated temperature strength (tensile yield strength above 380 MPa at 473 K) and exhibited a high-strain-rate superplasticity at higher temperatures. In Japan, a national project for developing high strength LPO Mg-Zn-RE RS P/M alloys has started at 2003 for 5 years, which is founded by the Ministry of Economy, Trade and Industry (METI) of Japan. In the national project, project targets in materials performances have been achieved. The developed LPO Mg-Zn-RE RS P/M alloys exhibited higher tensile yield strength, fatigue strength and corrosion resistance than high strength aluminum alloys of extra-super-duralumin (7075-T6).

• 한국항공우주학회지
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• 제48권2호
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• pp.127-134
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• 2020

고초음속 항공기는 초음속 비행 중 공력 가열에 의하여 높은 온도 환경에 노출되기 때문에 동체 및 날개 구조물은 더블 패널 형태의 열 차폐 구조로 설계하여 기체 내부로 높은 온도의 열이 전달되는 것을 막는다. 얇은 두께의 더블 패널 외피는 초음속 항공기의 고출력 엔진 소음과 제트 유동에 의한 음향 하중에 노출되어 음향 피로 손상이 발생할 수 있다. 따라서 열음향 복합 하중을 받는 초음속 항공기 외피 구조의 거동 확인과 피로수명 예측이 필요하다. 본 논문에서는 열음향 복합 하중을 모사할 수 있는 열음향 시험 장치를 설계/제작하여 열음향 하중이 적용되는 티타늄 시편의 열음향 시험을 수행하였다. 열음향 복합 하중에 의한 구조물의 동적 거동을 확인하였으며, 시편 단위 열음향 시험 결과와 유한요소해석 결과를 비교하여 해석 모델을 검증하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권10호
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• pp.3928-3942
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• 2022

Thermal striping is a complex thermal-hydraulic phenomenon caused by fluid temperature fluctuations that can also cause high-cycle thermal fatigue to the structural wall of sodium-cooled fast reactors (SFRs). Numerical simulations using large-eddy simulation (LES) were performed to predict and evaluate the characteristics of the temperature fluctuations related to thermal striping in the upper internal structure (UIS) of the prototype generation-IV sodium-cooled fast reactor (PGSFR). Specific monitoring points were established for the fluid region near the control rod driving mechanism (CRDM) guide tubes, CRDM guide tube walls, and UIS support plates, and the normalized mean and fluctuating temperatures were investigated at these points. It was found that the location of the maximum amplitude of the temperature fluctuations in the UIS was the lowest end of the inner wall of the CRDM guide tube, and the maximum value of the normalized fluctuating temperatures was 17.2%. The frequency of the maximum temperature fluctuation on the CRDM guide tube walls, which is an important factor in thermal striping, was also analyzed using the fast Fourier transform analysis. These results can be used for the structural integrity evaluation of the UIS in SFR.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1381-1389
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• 2012

본 논문에서는 쇼트피닝 가공한 알루미늄 7075-T6 재료의 부식피로향상에 대한 연구를 하였다. 사용된 알루미늄 금속은 상대적으로 가볍고 강한 재료의 특성으로 항공기 주요부품의 재료로 사용되고 있으며, 많은 연구를 통해 알루미늄을 사용하면 약 50%의 무게 감소효과를 낼 수 있다고 한다. 재료의 부식은 인장환경에서 재료의 파단시점을 앞당기고 구조물의 수명을 심각하게 감소시킨다. 따라서 알루미늄 금속의 부식 환경에서의 재료의 부식저항을 향상 시킬 수 있는 연구가 요구된다. 쇼트피닝 가공은 재료 표면에 압축잔류응력을 인가하여 재료의 피로수명을 늘리고 나아가 재료의 신뢰성을 확보하는 기술로 반복하중을 받는 많은 부품들에 이미 적용되어 사용되고 있다. 부식 환경에서는 가공 후 거칠어진 표면으로 인해 공식부식을 야기하지만, 피닝가공에 의한 표면 직하에 압축잔류응력이 부식을 억제하여 부식저항을 증가시킨다. 본 연구에서의 쇼트피닝가공된 시험편에 대한 실험결과와 선행연구에서의 쇼트피닝 가공하지 않은 알루미늄 합금 재료의 부식피로특성을 비교하였다. 실험 결과 쇼트피닝 가공은 알루미늄합금의 피로수명향상에 영향을 미치고, 압축잔류응력은 부식피로수명을 증가시킴을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.244-248
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• 2015

When a small gear rotates at a very high speed over 40,000 rpm, frictional heat is generated on the gear surfaces. Thermal deformations and stresses arising from frictional heat may lower the efficiency and fatigue life of the high-speed gear. Especially, such frictional heat has much stronger effects on the performance of millimeter-sized high-speed gears used for surgical and dental hand-pieces, due to a small surface area. An analytical equation was derived to calculate frictional temperature on a mating gear surface and conduction heat transfer analysis was performed. Thermal deformation and contact stresses were then calculated using FEM for gears used for medical hand-pieces. The contact stresses of the meshed gear and pinion increase by 19.4% and 16.4%, respectively, when the frictional thermal deformations are considered.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1265-1272
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• 2010

최근 들어 화력발전소는 잦은 기동과 부하 변동 하에서 안정적인 운전 및 관리에 대한 요구가 높아지고 있다. 특히 터빈, 보일러와 같이 고온 고압의 조건에서 운전되는 발전 설비의 경우 크리프 및 피로 손상의 영향으로 설비의 수명이 감소하게 된다. 보다 안전한 발전소 운영을 위해 설비의 정확한 수명평가가 중요하며 현재까지 다양한 방법이 개발되어 적용되고 있다. 그러나 현재까지는 표준화된 가이드라인이나 절차 없이 정성적/준정량적 분석에 의해 주요 설비의 수명을 평가하고 있다. 본 연구에서는 크리프 및 피로 손상기구에 근거하여 국내 화력발전 주요 설비의 수명 소비율을 평가하는 표준화된 기준을 개발하였고 실제 설비에 적용하여 평가 기준의 활용성을 검증하였다. 본 기준은 2010 전력기술기준에 수록될 예정으로 수명평가의 정확성 향상과 수명관리 표준화에 기여할 것이다.

• 소성∙가공
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• 제27권6호
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• pp.370-378
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• 2018

Cold forging, carried out at room temperature, leads to high dimensional accuracy and excellent surface integrity as compared to other forging methods such as warm and hot forgings. In the cold forging process, WC-Co (Tungsten Carbide-Cobalt) alloy is the mainly used material as a core dies because of its superior hardness and strength as compared to other structural materials. For cold forging, die life is the most significant factor because it is directly related to the manufacturing cost due to periodic die replacement in mass production. To investigate die life of WC-Co alloy for cold forging, mechanical properties such as strength and fatigue are essentially necessary. Generally, uniaxial tensile test and fatigue test are the most efficient and simplest testing method. However, uniaxial tension is not efficiently application to WC-Co alloy because of its sensitivity to alignment of the specimen due to its brittleness and difficulty in thread machining. In this study, shape of specimen, tools, and testing methods, which are appropriate for uniaxial tensile test for WC-Co alloy, are proposed. The test results such as Young's modulus, tensile strength and stress-strain curves are compared to those in previous literature to validate the proposed testing methods. Based on the validation of test results it was concluded that the newly developed testing method is applicable to other cemented carbides like Titanium carbides with high strength and brittleness, and also can be utilized to carry out fatigue tests for further investigation on die life of cold forging.

• 열처리공학회지
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• 제22권6호
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• pp.339-344
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• 2009

Recently, Laser surface treatment technologies have been used to improve wear charactenitics and fatigue resistance of metal molding. When the laser beam is irradiated on the surface and laser speed is appropriate, the laser focal position is rapidly heated and the thermal energy of surface penetrates the material after irradiation, finally imbuing it with a new mechanical characteristic by the process of self-quenching. This research estimates the material characteristic after efficient and functional surface treatment using HPDL, which is more efficient than the existing CW Nd:YAG laser heat source. To estimate this, microstructural changes and hardness characteristics of three parts (the surface treatment part, heat affect zone, and parental material) are observed with the change of laser beam speed and surface temperature. Moreover, the depth of the hardened area is observed with the change of the laser beam speed and temperature. From the results of the experiments, it has been shown that the maximum hardness is approximately 788Hv when the heat treatment temperature and the travel speed are $1150^{\circ}$ and 2 mm/sec, respectively.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권10호
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• pp.806-813
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• 2018

항공기 엔진을 구성하는 부품 중 하나인 블레이드의 파손에 대해 분석하였다. 블레이드의 파손원인과 그 거동은 다양하지만 크게 일시파단과 피로파손의 두가지 형태로 나뉘어진다. 이 논문에서는 전체 거동은 일시파단으로 진행되고 일부 피로 파손된 블레이드에 대해 기술하였고, 특히 고온에서의 블레이드 손상거동을 분석하므로써 사례의 하나로 제시하고자 한다. 분석한 블레이드는 니켈기 초내열 합금으로 외관, 재질, 미세조직, 고온 크리프 특성, 파단면 형상을 각각의 분석장비를 활용하여 손상원인과 거동을 확인하였고, 원재질에서 재현하였다. 고온에서 니켈 합금은 ${\gamma}^{\prime}$ 형상이 변형되고 조직변형(Alloy Depletion)구간이 관찰되며 재질의 기계적 성질, 물성치 등이 저하되고 연화되어 장시간 운용 시 파손될 수 있다. 니켈합금은 고온특성이 좋으나 함유되는 미량원소에 따라 그 물성치가 다양하므로 니켈합금이라 하여도 그 목적에 맞는 세분화된 소재를 사용해야한다.