• 열처리공학회지
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• 제31권1호
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• pp.18-23
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• 2018

In this study, low cyclic fatigue test was carried out at room temperature condition for rolled STS304 steel. The results of this study show that rolled STS304 steel has excellent static tensile strength and fatigue characteristics. The relationship between plastic strain range and fatigue life was examined using the triangular wave in order to predict the low cycle fatigue life of rolled STS304 steel by Coffin-Manson equation. Cyclic behavior of rolled STS304 steel was characterized by cyclic hardening with increasing number of cycle through the Hysteresis loop analysis and cyclic response of maximum stress versus number of cycles. It is found that the plastic deformation energy consumed per cycle is reduced by calculating the area of the hysteresis loop.

• 소성∙가공
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• 제15권2호
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• pp.105-111
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• 2006

A study was made to investigate the microstructure and the mechanical properties of low-carbon steel, Al-Mg alloy and Ti-6Al-4V alloy each representing bcc, fcc and hcp crystal structures, respectively fabricated by equal-channel angular(ECA) pressing. After a series of ECA pressings was performed, most grains were significantly refined below ${\mu}m$ in diameter with high mis-orientation of grain boundaries irrespective of different crystal structure used. Regarding the strain hardening capability, tensile tests of ultrafine grain (UFG) dual-phase (ferrite/martensite) steel which was different from UFG ferrite-pearlite steel were carried out at ambient temperature, and corresponding mechanical properties were discussed in relation to modified C-J analysis. Low-temperature and/or high strain-rate superplasticity of the UFG Al-Mg alloy and UFG Ti-6Al-4V alloy were also studied. Based on the analysis used in this study, it was concluded that UFG alloys exhibited the enhanced mechanical properties as compared to coarse-grained (CG) counterparts.

• 소성∙가공
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• 제15권2호
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• pp.118-125
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• 2006

API steel is used for line-pipe to transport the oil and natural gas. As the recent trends in the development of API steel are towards the use of larger diameter and thicker plate, many researches have been studied to achieve higher strength, higher toughness and lower yield ratio in API steel. However, the strength of API steel after pipe forming is changed depending on the competition of the Bauschinger effect and work hardening which are affected by the strain history during pipe forming process. So, the purpose of this study is to investigate the influence of microstructure on the Bauschinger effect for API steel. To change the microstructure of API steel we have changed the hot rolling condition and the amounts of V and Cu addition. The compression-tensile test and the microstructure observation by OM and TEM were conducted to investigate the yield strength drop and the correlation between the Bauschinger effect and microstructure of API steel. The experimental results show that the increase of polygonal ferrites volume fraction increases the Baushcinger effect due to the back stress which comes from the increase of mobile dislocation density at polygonal ferrite interior during the compressive deformation. The hot rolling condition was more effective on the Bauschinger effect in API steel than the small amount of V and Cu addition.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1991년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.133-138
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• 1991

The aim of the present paper is to develop a computer program predicting ultimate fracture strength of initially cracked structure under monotonically increasing external loads. For this purpose, two kinds of 3-D isoparametric solid elements, one 6-node wedge element and another 8-node brick element are formulated along the small deformation theory. Plasticity in the element is checked using von Mises' yield criterion. Elasto-plastic stiffness matrix of the element is calculated taking account of strain hardening effect. If the principal strain at crack tip which is one nodal point exceeds the critical strain dependin on the material property, crack tip is supposed to be opened and the crack tip node which was previously constrained in the direction perpendicular to the crack line is released. After that, the crack lay be propagated to the adjacent node. Once a crack tip node is fractured, the energy of the newly fractured node should be released which is to be absorbed by the remaining part. The accumulated reaction force which was carried by the newly fractured node so far is then applied in the opposite direction. During the action of crack tip relief force, since unloading may be occured in the plastic element, unloading check should be made. If a plastic element unloads, elastic stress-strain equation is used in the calculation of the stiffness matrix of the element, while for a loading element, elasto-plastic stress-strain equation is continuously used. Verification of the computer program is made comparing with the experimental results for center cracked panel subjected to uniform tensile load. Also some factors affecting ultimate fracture strength of initially cracked plate are investigated. It is concluded that the computer program developed here gives an accurate solution and becomes useful tool for predicting ultimate fracture load of initially cracked structural system under monotonically increasing external loads.

• 한국분말재료학회지
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• 제27권1호
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• pp.37-43
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• 2020

The Fe-22wt.%Cr-6wt.%Al foams were fabricated via the powder alloying process in this study. The structural characteristics, microstructure, and mechanical properties of Fe-Cr-Al foams with different average pore sizes were investigated. Result of the structural analysis shows that the average pore sizes were measured as 474 ㎛ (450 foam) and 1220 ㎛ (1200 foam). Regardless of the pore size, Fe-Cr-Al foams had a Weaire-Phelan bubble structure, and α-ferrite was the major constituent phase. Tensile and compressive tests were conducted with an initial strain rate of 10^-3/s. Tensile yield strengths were 3.4 MPa (450 foam) and 1.4 MPa (1200 foam). Note that the total elongation of 1200 foam was higher than that of 450 foam. Furthermore, their compressive yield strengths were 2.5 MPa (450 foam) and 1.1 MPa (1200 foam), respectively. Different compressive deformation behaviors according to the pore sizes of the Fe-Cr-Al foams were characterized: strain hardening for the 450 foam and constant flow stress after a slight stress drop for the 1200 foam. The effect of structural characteristics on the mechanical properties was also discussed.

• Composites Research
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• 제23권4호
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• pp.35-43
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• 2010

이 논문의 목적은 경량 충진재와 하이브리드 섬유를 사용하여 경량성과 인장변형 성능이 우수한 섬유보강 고강도 경량 시멘트 복합체(HFSLCC)를 개발하는 것이다. 이를 위하여 마이크로역학과 다수의 미세균열이 발생하기 위한 조건인 안정상태 균열이론을 바탕으로 시멘트 매트릭스의 파괴 특성과 섬유-시멘트 매트릭스 경계 특성을 파악하여 사용재료 및 최적 혼입률을 결정하였으며, 섬유 종류와 양에 따라 4가지 배합을 결정하였다. 4가지 배합으로 제조한 실험체는 실험을 통하여 역학적 특성(직접인장, 압축강도, 단위질량)을 검증하였다. 검증 결과 4가지 배합으로 제조한 모든 섬유보강 고강도 경량 시멘트 복합체는 변형률 경화거동을 보였으며, 역학 성능은 평균 변형률 약 3.0%, 최대인장강도 약 4.2MPa, 단위질량 및 압축강도는 각각 약 $1,660kg/m^3$와 57MPa를 나타내었다. 또한 PVA섬유 1.0%와 PE섬유 0.5%를 혼입한 경우 섬유 사용량이 적으면서 2.0% 섬유가 혼입된 복합체와 유사한 성능을 나타내었다.

• 한국주조공학회지
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• 제18권4호
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• pp.383-388
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• 1998

Effects of $CaCN_2$ addition on the grain refinement in the AM60 magnesium ingots were investigated. The effects of the $CaCN_2$ are estimated with different inoculation temperatures, inoculation contents, and holding time to find out the optimum condition. AM60 alloy was melted in the low carbon steel crucible by cylindrical electric furnace under an argon atmosphere. The melting and casting apparatus is specially designed for magnesium alloys. The grain size of AM60 magnesium alloy decreased significantly with an increase in $CaCN_2$ content and, at 0.8 wt% $CaCN_2$ or more, grain size becomes constant at about $85 {\mu}m$. The optimum condition was obtained in the 0.8 wt% $CaCN_2$ for holding molten metal of 30 min. at the temperature of $710^{\circ}C$. The tensile properties of AM60 magnesium alloys were improved due to grain refinement by addition of $CaCN_2$. In the optimum condition, the yield strength, tensile strength and elongation were ${\sigma}_{0.2}=107 MPa$, ${\sigma}_{T.S}=234 MPa$ and e=14.2%. The variation of stress with strain obeyed the relationship of the ${\sigma}=K{\varepsilon}^n$. The strain-hardening exponent, n and strength coefficient, K obtained in the 0.8 wt% $CaCN_2$ added AM 60 magnesium alloy were n=0.21 and K=390 MPa.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.46-53
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• 2023

이 논문에서는 고인성 시멘트 복합체 SHCC와 함께 일반 철근, 초고강도 철근, FRP 보강근으로 보강된 3종류의 철근콘크리트 보(SHCC-RB, SHCC-SB, SHCC-FRP)의 휨 성능을 평가하기 위하여 보 실험체를 제작하고, 4점 재하 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과, SHCC로 보강된 모든 실험체가 다수의 미세 균열이 발생하면서 휨 균열 폭이 100 ㎛ 이하로 제어되는 특성을 나타내었다. 이는 1축 인장 하에서 인장변형경화 특성을 보이며, 다중 미세균열 특성을 보이는 SHCC의 재료적 성질에 기인하는 것으로 판단된다. 실험체 SHCC-FRP는 실험체 SHCC-RB에 비하여 초기균열하중과 항복 휨모멘트강도가 낮은 반면, SHCC-FRP의 최대 휨모멘트강도는 SHCC-RC에 비하여 우수하게 나타났는데, 이는 FRP 보강근의 인장강도가 일반 철근에 비하여 더 높기 때문이다. 보 실험체 SHCC-SB의 초기균열 하중은 SHCC-RB와 유사하였으나, 항복 휨모멘트강도 및 최대 휨모멘트강도 측면에서는 SHCC-SB가 가장 우수한 것으로 평가되었다. SHCC와 초고강도 철근을 RC보의 보강에 활용하면 작은 단면적의 추가 배근으로도 효과적인 보강이 가능할 수 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.709-716
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• 2005

이 연구는 국내에서 상용 중인 재료를 이용하여 고인성 섬유복합 모르타르를 개발하고자 함에 목적이 있으며, 고인성 섬유복합 모르타르를 개발하기 위해서는 모르타르 매트릭스의 파괴역학(fracture mechanics)적 특성과 섬유-모르타르 경계 면의 마이크로역학(micromechanics)적 특성을 파악하여야 한다. 특히 시멘트계 재료(cementitious materials)의 역학적 특성에 가장 큰 영향을 미치는 물-시멘트비(water cement ratio)에 대한 연구에 초점을 맞추었으며, 3가지의 물-시멘트비에 대하여 섬유의 인발실험(fiber pullout test)과 모르타르의 쐐기쪼갬실험(wedge splitting test)을 수행하였고 이를 통하여 모르타르 매트릭스와 섬유-매트릭스 경계면(interface)의 역학적인 특성을 파악하였다. 이러한 연구에 의하여 결정된 섬유-매트릭스 경계면의 마이크로역학적 특성과 모르타르의 역학적 특성을 이용하여 물-시멘트비 범위 및 재료의 기본 배합을 제시하였고 또한 마이크로역학과 안정상태 균열이론(steady-state cracking theory)을 배경으로 하여 1축인장 하에서 인장변형률 경화거동을 나타내는 고인성 섬유복합 모르타르를 개발하였다. 개발된 재료는 1축인장 하에서 변형률 경화거동을 나타내었으며, 변형능력은 최대 2.2% 이었다. 이와 같은 높은 변형 능력은 일반 콘크리트(또는 모르타르)의 약 100배에 해당된다. 또한 압축하에서는 압축강도 이후 응력-변형률 곡선이 완만하게 감소하는 연성파괴의 형태를 나타내었으며 28일의 압축강도는 보통강도 콘크리트의 강도에 해당되는 26MPa, 34MPa인 것으로 측정되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.83-90
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• 2024

이 연구는 PVA 섬유로 보강된 변형경화형 시멘트 복합재료(SHCC)의 3D 프린팅 특성을 조사하였다. 섬유 혼입률(V_f)의 영향을 파악하기 위하여 섬유 혼입률이 다른 F1.0 (V_f=1.0%), F1.5 (V_f=1.5%), F1.8 (V_f=1.0%) 등의 3가지 SHCC 배합을 제작하였다. F1.5와 F1.8 배합이 다중 미세균열 발생을 위한 이론적 필수 조건을 충족하는 것으로 나타났으며, 섬유 혼입률이 높을수록 필수 조건은 더 쉽게 충족되었다. 3가지 SHCC 배합의 흐름값은 120~160의 범위 내에 있어 3D 프린팅 가능한 범주에 있음을 확인하였다. 한편, 섬유 혼입률이 증가할수록 흐름값은 감소하였다. 3D 프린터로 출력된 SHCC 표면의 육안 관찰 결과, F1.0 혼합물은 Level-3 등급으로, F1.5와 F1.8 혼합물은 Level-2 등급으로 평가되었다. 섬유 혼입률이 높을수록 표면 품질이 저하 되어, 추후 연구를 통하여 보다 높은 품질의 3D 프린팅용 SHCC를 제작하기 위한 배합 조정이 필요할 것으로 사료된다. 1축 인장 거동을 살펴본 결과, F1.0 혼합물은 낮은 변형률에서 파괴된 반면, F1.5와 F1.8 혼합물은 다중 미세균열이 발생하면서 우수한 인장변형률 경화거동을 나타내었다.