• Structural Engineering and Mechanics
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• 제11권3호
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• pp.315-324
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• 2001

This paper presents the experimetal result on the viscoplastic response and collapse of the titanium alloy tubes subjected to cyclic bending. Based on the capacity of the bending machine, three different curvature-rates were used to highlight the viscoplastic behavior of the titanium alloy tubes. The Curvature-controlled experiments were conducted by the curvature-ovalization measurement apparatus which was designed by Pan et al. (1998). It can be observed from experimental data that the higher the applied curvature-rate, the greater is the degree of hardening of titanium alloy tube. However, the higher the applied curvature-rate, the greater is the degree of ovalization of tube cross-section. Furthermore, due to the greater degree of the ovalization of tube cross-section for higher curvature-rates under cyclic bending, the number of cycles to produce buckling is correspondingly reduced. Finally, the theoretical formulation, proposed by Pan and Her (1998), was modified so that it can be used for simulating the relationship between the controlled curvature and the number of cycles to produce buckling for titanium alloy tubes under cyclic bending with different curvature-rates. The theoretical simulation was compared with the experimental test data. Good agreement between the experimental and theoretical results has been achieved.

• 한국추진공학회지
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• 제4권3호
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• pp.55-63
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• 2000

튜브 스피닝 성형에 대한 연구는 전통적 스피닝 공정에 비해 본질적으로 변형의 메카니즘이 보다 복잡한데 기인하여 이론 덴 해석 연구가 국한적으로 이루어져 왔다. 특히, 상계법을 이용한 해석의 제한성을 극복하기 위한 유한요소법을 이용한 연구는 아직 소수에 그치고 있는 실정이다. 본 연구에서는 티타늄 합금을 재료로 사용한 용기의 튜브 스피닝 공정을 상계법과 유한요소법을 이용하여 조사하였다. 해석에 있어 티타늄합금의 성형특성을 고려하여 상계법을 통해 공정변수가 설정되었으며, 유한요소해석 code인 ABAQUS를 사용하여 티타늄 합금재의 신장량과 편평도를 얻었다. 해석에 사용된 독립변수들은 로울러의 전 ·후방각도와 가공깊이, Feed rate이며 이 변수들은 유한요소법과 상계 해법을 통하여 최적화된다. 이 해석법에서 우리는 스피닝 가공의 가공동력과 힘 그리고 지름의 감소 율윽 얻을 수 있고, 또한 유한요소해석에 의해서 가공재의 편평도와 신장량도 구할 수 있다. 그 결과로부터 정해진 변수들이 티타늄 합금의 스피닝 공정에 있어서 중요한 요소임을 알 수 있으며, 그 변수들의 최적값을 얻을 수 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권3호
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• pp.369-383
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• 2015

In this study, effect of various material hardening models based on Holloman's isotropic, Ziegler's linear kinematic, non-linear kinematic and mixture of the isotropic and nonlinear kinematic hardening laws on springback prediction of titanium alloy (Ti-3Al-2.5V) in a tube rotary draw bending (RDB) process was investigated with presenting the keynotes for a comprehensive step by step ABAQUS simulation. Influence of mandrel on quality of the final product including springback, wall-thinning and cross-section deformation of the tube was investigated, too. Material parameters of the hardening models were obtained based on information of a uniaxial test. In particular, in the case of combined iso-nonlinear kinematic hardening the material constants were calibrated by a simple approach based on half-cycle data instead of several stabilized cycles ones. Moreover, effect of some material and geometrical parameters on springback was carried out. The results showed that using the various hardening laws separately cannot describe the material hardening behavior correctly. Therefore, it is concluded that combining the hardening laws is a good idea to have accurate springback prediction. Totally the results are useful for predicting and controlling springback and cross-section deformation in metal forming processes.

• 한국정밀공학회지
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• 제34권4호
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• pp.247-251
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• 2017

Titanium alloy has been widely used in the aerospace industry because of its high strength and good corrosion resistance. During cutting, the low thermal conductivity and high chemical reactivity of titanium generate a high cutting temperature and accelerates tool wear. To improve cutting tool life, cryogenic machining by using a liquid nitrogen (LN2) jet is suggested. In cryogenic jet cooling, evaporation of LN2 in the tank and transfer tube could cause pressure fluctuation and change the cooling rate. In this work, cooling uniformity is investigated in terms of liquid nitrogen jet pressure in cryogenic jet cooling during titanium alloy turning. Fluctuation of jet spraying pressure causes tool temperature to fluctuate. It is possible to suppress the fluctuation of the jet pressure and improve cooling by using a phase separator. Measuring tool temperature shows that consistent LN2 jet pressure improves cryogenic cooling uniformity.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.255-255
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• 2012

The interactions between cells and nanotopographies are increasingly interested as nanotopographies that may be more efficient in promoting cell functions and, titanium nanotubes have attracted much attention. Titanium nanotube can be fabricated easily with precisely controlled diameters and lengths. Titanium nanotubes with the suitable tube dimensions have been observed to enhance bone cell functions, whereas, there is still some controversy. These nanotubes can also serve as carriers for drugs such as growth factors, antibacterial agents and other drugs and show promise in bone implant applications.

• 열처리공학회지
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• 제32권2호
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• pp.68-73
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• 2019

${\alpha}$-titanium alloy has a relatively low heat treatment characteristic and it is mainly subjected to heat treatment for residual stress, recovery or dynamic recrystallization. In this study, commercially pure titanium hollow castings was fabricated by gravity casting. Heat treatments were carried out at $750^{\circ}C$, $850^{\circ}C$ and $950^{\circ}C$ to investigate the effect of post-heat treatment on microstructure and mechanical properties. Beta-transus temperature ($T_{\beta}$) was about $913^{\circ}C$, and equiaxed microstructure was shown at temperature below $T_{\beta}$ and lath-type microstructure at temperature above $T_{\beta}$. Microstructure and mechanical properties did not show any significant difference in the direction of solidification for titanium hollow billet, so it can be seen that it was a well-made material for extrusion process. The optimum heat treatment condition of hollow billet castings for the seamless tube production was $850^{\circ}C$, 4 hr, FC, indicating a combination of equiaxed microstructure and appropriate mechanical properties.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.50-56
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• 2008

The tubes in heat exchanger are typically made of copper alloy, stainless steel, carbon steel, titanium alloy material. Type-439 ferritic stainless steel is ferromagnetic material, and furnish higher heat transfer rates than austenitic stainless steels and higher resistance to corrosion-induced flaws. Ferritic stainless steel can be found in low-pressure(LP) feedwater heaters and moisture separator reheaters(MSRs) in turbine system. LP feedwater heaters generally utilize thin wall Type-439 stainless steel tubing, whereas MSRs typically employ a heavier wall tubing with integral fins. Service-induced damage can occur on the O.D(outside diameter) surface of Type-439 ferritic stainless steel tubing which is employed for MSRs tubing, and the most typical damage mechanism is vibration-induced tube-to-TSP(tube support plate) wear and fatigue cracking. The wear has been reported that occurs mainly on the OD surface. Accordingly, in this study, we have evaluated the flaw sizing capability of magnetic saturation eddy current technique using magnetic saturation probe and flawed specimen.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권4호
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• pp.339-345
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• 2008

원자력발전소 열교환기 튜브의 대부분은 구리, 티타늄, 인코넬합금 등의 비자성체로 제작되어 있으나 2차 터빈계통의 습분분리재열기(moisture separator & reheater), 급수가열기 등의 튜브는 고압, 고온 등의 열악한 운전조건에서 상대적으로 고온 강도가 우수한 탄소강 또는 페라이트계열 스테인레스강 등의 자성체로 제작되어 있다. 특히 습분분리재열기 튜브와 같은 열교환 매체가 증기인 경우 열전달 능력을 증가시키기 위해서 핀 튜브를 사용한다. 탄소강 또는 페라이트계열 스테인레스강 등의 자성체 튜브는 고온, 고압에서 강도가 우수하지만 운전 중에 증기 커팅, 침식, 기계적 진동 마모, 응력부식균열 등의 사용 중 결함이 발생하여 발전소 정상운전에 지장을 초래할 수 있기 때문에 전열관의 건전성 평가를 위한 주기적인 비파괴검사의 수행이 필요하다. 하지만 자성체 열교환기 튜브는 투자율이 높은 전기적 특성으로 인하여 기존의 와전류검사기술로는 비파괴검사가 어렵기 때문에 원격장검사기술을 적용해야 한다. 따라서 본 연구에서는 원자력발전소 습분분리재열기세관의 현장적용에 필요한 검사기술을 개발하기 위해서 원격장탐촉자, 인공결함 시험편 및 탐촉자 구동장치를 설계하였으며, 이를 활용하여 발전소 현장 검사에 적용하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권5호
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• pp.407-415
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• 2008

원전 발전소 터빈계통을 구성하는 열교환기 튜브는 일반적으로 구리합금, 스테인리스강, 탄소강, 티타늄합금 등의 재질로 제작된다. 이들 재질중에서 페라이트계 type-439 스테인리스강은 자성 재질로서 오스테나이트계보다 더 높은 열전달율 가지며, 부식에 의해 유발되는 결함에 대해 더 높은 저항성을 가진다. 페라이트계 스테인리스강은 보통 발전소 열교환기의 저압급수가열기와 습분분리재열기에 사용된다. 저압급수가열기는 일반적으로 두께가 얇은 type-439 스테인리스강을 이용하는 반면에 습분분리재열기는 더 두꺼운 핀튜브를 사용한다. 이와 같이 터빈 습분분리재열기 튜브로 사용되는 type-439 스테인리스강 핀튜브는 터빈계통의 운전으로 인하여 손상이 발생할 수 있다. 손상에 의한 가장 대표적인 결함은 진동에 의해 발생할 수 있는 마모, 피로균열 등이며 마모성 결함은 일반적으로 튜브-튜브지지판에서 발생되는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 type-439 스테인리스강 자성체 튜브에 발생할 수 있는 결함을 검출하고 크기를 측정할 수 있는 자기포화 와전류탐상검사 기법의 능력을 평가하였다.