The demand for the eco-friendly vehicles is skyrocketing because of the increasing $CO_2$ emissions and global warming. In the industrial field, the battery process, a core part of an eco-friendly vehicle, is drawing increased attention; its weight lightening as well as high energy density are becoming increasingly important. In this study, pure Ni plates that were used as the battery pole plate were welded using the laser. The lab joint welding was conducted on ten pure Ni plates at a laser power of 1900 W and a feed speed of 2.8-3.4 m/min. As observed in the experiment, a faster feed speed reduced the bead width, but the laser did not penetrate all ten specimen plates. In addition, pores were trapped when protective gas was used, but they were not trapped when the welding was conducted in atmospheric condition.
Inner Structured and Bonded(ISB) panel, a kind of metallic sandwich panel, consists of two thin skin plates bonded to a micro-patterned inner structure. Its overall thickness is $1\~3mm$and it has attractive properties such as ultra-lightweight, high efficiency in stiffness-to-weight and strength-to-weight ratio. In many previous studies, resistance welding, brazing and adhesive bonding are studied for joining the panel. However these methods did not consider productivity, but focused on structural characteristics of joined panels, so that the joining process is very complicated and expensive. In this paper, a new joining process with resistance welding is developed. Curved surface electrodes are used to consider the productivity and the stopper is used between electrodes during welding time to maintain the shape of inner structure. Welding time, gap of electrodes and distance between welding points are selected as the process parameters. By measuring the tensile load with respect to the variation of welding time and gap of electrodes, proper welding conditions are studied. Welding time is proper between 1.5-2.5cycle. If welding time is too long, then inner structures are damaged by overheating. Gap of electrode should be shorter than threshold value fur joint strength, when total thickness of inner structure and skin plate is 3.3mm, the threshold distance is 3.0mm.
용접구조물의 파괴거동을 분석하기 위해서는 용접중의 열전달 해석, 잔류응력 해석, 그리고 파괴해석이 같이 병행되어야 한다. 잔류응력이 존재하면 J-적분은 적분 경로에 관계없이 일정한 값을 갖는 특성을 잃게 된다. 그러므로 용접부의 J-적분 해석을 위해서는 별도의 프로그램을 개발하여야 한다. 본 연구에서는 균열선단에서의 J-적분을 계산하기 위한 이론식 및 프로그램을 개발하였으며 적용사례로 박판 및 후판의 다층용접에 대한 J-적분값을 계산하였다.
Study of Weldment fracture behavior mcludes thermal analysis, residual stress analysis, and fracture analysis The 1-integral loses its path-independency in a res~dual stress field Therefore, it id necessary to develop a program to calculate the J-integral in a welded plate. m this study, theoretical formulation and program were developed for the evaluation of the 1-integral at the crack tip o i weldments. To verify equations and program, welded thin plate and thick plate were used to calculate residual stress and the J-integral.
Prediction and control of the thermal distortion is particularly important for the design and manufacture of welded thin plate panel. In this study, experiments and computations are peformed to analyze how hole configuration and the size of the specimen effect on distortion. In addition, this study aims to develop a thermal elasto-plastic simulation using finite element method to predict distortion, with particular emphasis on buckling deformation generated in attachments welded around hole.
냉각법은 용접과 동시에 용접토치로 부터 일정한 거리 떨어져 있는 용접부를 냉각기체를 이용하여 냉각시켜 용접변형을 최소화시키는 기술이다. 냉각기체에 의해 용접부의 온도를 감소시키면 용접부에 발생하는 열응력이 감소되고 그 결과 소성변형이 최소화되어 최종적으로 용접좌굴과 각변형을 방지할 수 있는 기술이다. 이 방법은 용접부 표면을 냉각시키는 방법으로 용접부를 직접 냉각시킴으로서 현장 적용성 면에서 다른 용접변형 방지법 보다 효율적이다. 본 연구에서는 맞대기용접을 대상으로 용접 후면의 냉각조건(폭, 길이)을 변화시켜 열탄소성해석을 실시하여 해석적방법으로 용접 각변형에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과 용접토치와 냉각 선단과의 거리는 25mm, 냉각 길이는 80mm, 냉각 폭은 30mm의 경우가 각변형 저감에 제일 큰 효과가 있었다. 이때 냉각길이는 길면 길수록 각변형을 감소시킨다.
Manhole cover, which is usually made of grey cast iron and consists of frame and cover, should have enough strength to support the heavy traffic load. The manhole cover made of cast iron has heavy weight to handle manually and is vulnerable to impact force with its brittle characteristics. Moreover, its production process of casting has been regulated in terms of environmental pollution. In this study, steel manhole cover is proposed to substitute the cast cover with a series of structural analyses to confirm its strength to support the test load for manhole cover. The cover of the proposed steel manhole cover is made of thin circular pate and stiffeners below the plate. Rectangular columns and hollow circular plate were selected for the shape of the stiffener. In order to give enough strength for the cover to behave within elastic range in the loading, strengthening structures of the cover were varied with increasing the number and the size of the stiffeners. The results of the analyses revealed that when both the hollow circular stiffener and cross stiffeners were additionally applied at the same time to the steel cover with longitudinal stiffeners, the maximum stress level in the cover could be reduced to that level presented in the cast cover.
The purpose of this study is to establish the predictive equation of angular distortion and longitudinal shrinkage force at the intermittent fillet weldment using FEA and experiment. The angular distortion and shrinkage force of the intermittent fillet weldment linearly increases with an increase in the ratio of weld length(Lw) to weld span(Ls). Based on the results, The predictive equation of distortion at the intermittent fillet weldment was defined as a linear function of Lw/Ls and the predictive equation of the distortion for continuous fillet weldment.
강교량과 같은 구조물에 일반적으로 사용되는 강재는 부식에 약하며, 박판상 구조를 이룰 수 있다는 특징을 갖고 있다. 따라서, 이와 같은 강교량은 차량하중의 증가, 부식 등과 같은 외적요인에 의해 손상되어지기 쉬우며 그에 따른 보수 보강이 요구된다. 그리고, 강교량과 같은 강재 구조물의 보수 보강 방법들은 일반적으로 절단, 볼팅, 및 용접과정을 수반하게 된다. 그러나, 보수 보강 작업을 위해 행해지는 절단 및 용접에 의해 발생되는 응력 및 변형의 특징에 대해 아직 명확히 밝혀지고 있지 않다. 또한, 기존의 안전진단 방법으로는 용접에 의한 보수 보강 작업중 구조물의 안전을 평가하는 것은 문제가 있다. 따라서, 용접에 의한 보수 보강 작업에 따른 구조물의 안전에 대한 신뢰 및 기본적 자료를 확보하기 위해 절단 및 용접과 같은 입열에 의해 발생하는 응력을 일반화 하였다. 또한, 이와 같은 입열에 의해 발생하는 응력에 미치는 작용하중의 영향을 조사하였다.
금속 일체형 판재 도어 임팩트 빔 개발을 위해 단면 형상의 최적설계를 진행하였다. 기존의 도어 임팩트는 충격을 흡수하는 강관과 양쪽에 브라켓을 용접하여 자동차에 설치하는 구조로 이루어졌다. 하지만, 브라켓을 설치하기 위한 용접작업은 생산성을 떨어뜨리고 생산단가를 증가시키는 과정이다. 이러한 단점을 극복하기 위해 일체형 판재 도어 임팩트 빔의 개발은 반드시 필요한 공정이다. 본 논문에서는 일체형 판재 도어 임팩트의 단면 형상을 수치해석의 방법으로 제안하는 연구를 진행하였다. 외부 충격에 대한 반력 하중 및 생산성을 고려하여 엔지니어의 직관적인 설계 형상 6가지에 대하여 수치해석을 진행하였다. 객관적인 비교를 위해 3점 굽힘 하중 실험을 모사하는 유한요소해석을 진행하였다. 형상과 치수가 상이한 6가지의 단면 형상 중 최적의 형상을 선정하고, 상세 설계를 위해 단면형상의 높이와 폭의 치수를 변화시키며 해석을 진행하였다. 이를 통해, 일체형 판재 도어 임팩트의 최적의 단면 형상을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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