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레이저 계측시스템에 의한 복합재료 구조물의 실제결함 검출
정성균(Seong Kyun Cheong),김태형(Tae Hyung Kim),김경석(Koung Suk Kim),강영준(Young June Kang) 한국복합재료학회 2002 Composites research Vol.15 No.5
본 연구에서는 레이저 계측시스템을 이용하여 복합재료 구조물의 실제결함을 검출하였다. 다양한 하중을 적용하여 충격에 의한 복합재료 적층판의 층간분리, 하니컴 구조에서의 접착분리, 복합재료 적층판의 자유단 층간분리, 그리고 접착조인트 구조의 접착부위 접착분리와 같은 네 종류의 시험편을 제작하였고 ESPI 와 전단 간섭계의 레이저 계측시스템으로부터 결함을 검출하였다. 열하중 방법을 통하여 시험편의 표면에 변형을 쉽게 일으켜 결함을 검출하였다. 실험결과 복합재료 구조물의 실제결함을 ESPI와 전단 간섭계로부터 쉽게 검출하였으며 더 나아가 ESPI와 전단 간섭계로부터 다양한 종류의 복합재료 구조물의 결함을 검출하는데 있어서 유용하게 이용될 것으로 사료된다. Real defects in composite structures were detected by using laser measuring system. four types of real defects, that is, impact-induced delamination in a composite laminate, debond in a honeycomb structure, free-edge delamintion in a composite laminate and debond in an adhesive joint, were made by applying several types of loads to the specimens. Laser measuring system such as ESPI and shearography technique were used to tetect those defects. Thermal loading method, which can easily induce the surface deformation of specimen, was used to detect the defects. Experimental results show that the defect in composite structures could be easily detected by ESPI and shearography technique. Moreover, it shows that ESPI and shearography technique could be usefully applied to the detection of defects in various kinds of composite structures.
부식환경하에서 Al 7075-T6의 피로수명에 미치는 쇼트피닝의 효과에 관한 연구
정성균(Seong-Kyun Cheong),남지헌(Ji-Hun Nam),구대림(Dae-Lim Kou),노승남(Seung-Nam Ro) 한국항공우주학회 2005 韓國航空宇宙學會誌 Vol.33 No.2
부식은 기계류나 금속 부품의 성능과 수명을 저해하는 가장 큰 요인으로 작용하고 있다. 이 논문에서는 쇼트피닝이 부식환경하에서 Al 7075-T6의 피로수명에 미치는 쇼트피닝의 효과를 연구하였다. 쇼트피닝한 시험편의 피로한도는 약 52% 증가하는 것으로 나타났으며, 금속재 부품의 피로수명을 크게 연장시키는 것으로 보인다. 쇼트피닝을 한 시험편과 쇼트피닝 하지 않은 시험편을 1주에서 1년까지 비교 시험한 결과 부식은 피로강도를 현격히 감소시켰다. 쇼트피닝을 하였을 경우에는 부식에 의해 6개월 까지는 피로강도 및 피로 수명이 감소하지 않은 것으로 나타났다. 따라서 쇼트피닝 가공이 금속재료의 수명에 대한 부식의 영향을 크게 감소시키는 효과가 있음을 알 수 있다. Corrosion highly affects the lifetime and performance of machinery metallic components. The effects of shot peening on the fatigue life of Al 7075-T6 under corrosive environment are investigated in this paper. Experimental results show that the fatigue limit of shot peened specimen increases about 52%. That means the fatigue life of metallic components is highly extended by shot peening. The corrosion greatly reduces the fatigue strength depending on the corrosive condition from one week up to one year. In case of shot peened specimen, the corrosion does not reduce the fatigue strength and fatigue life up to six months. It means that the shot peening has superior effectiveness to reduce the influence of corrosion to the metallic materials.
권경배,정성균,Kwon, Kyoung-Bae,Cheong, Seong Kyun 한국안전학회 2017 한국안전학회지 Vol.32 No.5
Bicycles are very popular sporting goods in these days. Thus, the durability of bicycles is very important for the safety of bicyclists. It is well known that a bicycle frame is a major component which is essential to the safety and performance of a complete bicycle. In this study, the durability of bicycle frames were experimentally investigated under the fatigue load. Eighty bicycle frames with different types and materials were prepared and tested according to EN standards. Three kinds of fatigue loads, that is, pedalling, vertical and horizontal fatigue load, which occur constantly during riding a bicycle, were applied to the bicycle frames. The experimental results show that the horizontal fatigue load was the severest mode to pass EN standard. The pass ratio of horizontal fatigue load test was 45.2%, while the pass ratio of vertical fatigue load test was 100%. Most of cracks were found at the right side of bottom bracket shell and at the intersection area between head tube and down tube. It seems that the experimental results can be applied to improve the safety and performance of a bicycle frame.
알루미늄합금 재료의 부식피로거동에 미치는 쇼트피닝 효과에 대한 미시적 분석
김종천(Jong Cheon Kim),정성균(Seong Kyun Cheong) 대한기계학회 2012 大韓機械學會論文集A Vol.36 No.11
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. The object of this study considers corrosion fatigue improvement of 7075-T6 aluminum by using shot peening treatment on 3.5% NaCl solution at room temperature. Aluminum alloy is generally used in aerospace structural components because of the light weight and high strength characteristics. Many studies have shown that an aluminum alloy can be approximately 50% lighter than other materials. Mostly, corrosion leads to earlier fatigue crack propagation under tensile conditions and severely reduces the life of structures. Therefore, the technique to improve material resistance to corrosion fatigue is required. Shot peening technology is widely used to improve fatigue life and other mechanical properties by induced compressive residual stress. Even the roughness of treated surface causes pitting corrosion, the compressive residual stress, which is induced under the surface layer of material by shot peening, suppresses the corrosion and increases the corrosion resistance. The experimental results for shot peened specimens were compared with previous work for non treated aluminum alloy. The results show that the shot peening treatment affects the corrosion fatigue improvement of aluminum alloys and the induced compressive residual stress by shot peening treatment improves the resistance to corrosion fatigue.