In this study, we have prepared a Ti-6Al-4V/V/17-4 PH composite structure via a direct energy deposition process, and analyzed the interfaces using scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The joint interfaces comprise two zones, one being a mixed zone in which V and 17-4PH are partially mixed and another being a fusion zone in the 17-4PH region which consists of Fe+FeV. It is observed that the power of the laser used in the deposition process affects the thickness of the mixed zone. When a 210 W laser is used, the thickness of the mixed zone is wider than that obtained using a 150 W laser, and the interface resembles a serrated shape. Moreover, irrespective of the laser power used, the expected  phase is found to be absent in the V/17-4 PH stainless steel joint; however, many VN precipitates are observed.

Additive manufacturing (AM) is a highly innovative method for joining dissimilar materials for industrial applications. In the present work, AM of STS630 and Ti-6Al-4V powder alloys on medium entropy alloys (MEAs) NiCrCo and NiCrCoMn is studied. The STS630 and Ti64 powders are deposited on the MEAs. Joint delamination and cracks are observed after the deposition of Ti64 on the MEAs, whereas the deposition of STS630 on the MEAs is successful, without any cracks and joint delamination. The microstructure around the fusion zone interface is characterized by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Intermetallic compounds are formed at the interfacial regions of MEA-Ti64 samples. In addition, Vicker’s hardness value increased dramatically at the joint interface between MEAs and Ti-6Al-4V compared to that between MEAs and STS630. This result is attributed to the brittle nature of the joint, which can lead to a decrease in the joint strength.

This study describes the development of innovative connections between steel beams and concrete-filled tube columns that utilize a combination of low-carbon steel and super-elastic shape memory alloy components. The intent is to combine the recentering behavior provided by the shape memory alloys to reduce building damage and residual drift after a major earthquake with the excellent energy dissipation of the low-carbon steel. The analysis and design of structures requires that simple yet accurate models for the connection behavior be developed. The development of a simplified 2D spring connection model for cyclic loads from advanced 3D FE monotonic studies is described. The implementation of those models into non-linear frame analyses indicates hat the recentering systems will provide substantial benefits for smaller earthquakes and superior performance to all-welded moment frames for large earthquakes.

In recent years, the construction of high-rise buildings are promoted. According to these, there are many needs about new technologies to strengthen the building performance and high-strength steel is regarded as one of these for promoting building performance. In Korea, high-strength steels which stress are over 600MPa are on market and in aborad, super high-strength steels over 1000MPa are developing and they expected to promote the building performance. But there are still doubts about applying high-strength steel members because of size effect and worry of brittle fracture. In this reports, we propose results of performance and analysis tests for use with general steel. We propose the characteristic of high-strength steels first and next the results of performance test to show they satisfy the performance that designers expect. And last, we compare the results of test and analysis for acquire the alanysis reliability in non-linear analysis with high-strength steels.

Aluminum foam has many superb properties such as light weight, impact absorption and thermal resistance by comparing with original metallic materials. Composite materials made of aluminum foam have used at various fields as automotive bumper, shock absorption, vessel and aircraft. But it is inefficient to join aluminum foam with bolt and nut because of the property of light weight. In this study, this approach is investigated by joining aluminum foam with adhesive. Impact fatigue and failure toughness at the commissure of adhesive structure are studied by simulation analysis. This study aims to investigate the shear strength evaluation at shear mode of adhesively bonded joint with double cantilever beam(DCB) made of aluminum foam.

본 연구는 개별적인 반·강접 복합접합부 구조물을 수치해석적인 방법을 통하여 거동성능을 조사하는 대 초점을 두고 있다. 강제 보와 콘크리트 충전기둥 (CFT) 사이에 저탄소 강 구속재와 초탄성 (Super-elastic) 형상기억합금 (SMA) 재료의 구속재를 이용하여 연결한 방식이 제안된 접합부 구조물의 가장 큰 특징이다. 이러한 설계는 초탄성 형상합금을 변형이 많이 일어나는 부분에 인장 바(Bar)로서 설치하여 복원현상을 기대할수 있다. 또한 저탄소 강재 바는 거동에 에너지 소산능력을 향상 시키는 대 기여한다. 반·강접 접합부는 단순한 핀이나 완전구속으로 모델 링이 불가능하므로 해석이나 설계가 실제로는 매우 복잡하다. 하지만 본 연구에서는 제안된 구조물의 장점과 특성 을 검증하기 위하여 정밀한 유한요소(Finite Element) 방법을 이용하여 접합부의 전반적인 거동을 재현하였다.

본 연구는 개별적인 반·강접 복합접합부 구조물을 수치해석적인 방법을 통하여 거동성능을 조사하는 대 초점을 두고 있다. 강제 보와 콘크리트 충전기둥 (CFT) 사이에 저탄소 강 구속재와 초탄성 (Super-elastic) 형상기억합금 (SMA) 재료의 구속재를 이용하여 연결한 방식이 제안된 접합부 구조물의 가장 큰 특징이다. 이러한 설계는 초탄성 형상합금을 변형이 많이 일어나는 부분에 인장 바(Bar)로서 설치하여 복원현상을 기대할수 있다. 또한 저탄소 강재 바는 거동에 에너지 소산능력을 향상 시키는 대 기여한다. 반·강접 접합부는 단순한 핀이나 완전구속으로 모 델링이 불가능하므로 해석이나 설계가 실제로는 매우 복잡하다. 하지만 본 연구에서는 제안된 구조물의 장점과 특성을 검증하기 위하여 정밀한 유한요소(Finite Element) 방법을 이용하여 접합부의 전반적인 거동을 재현하였다.

The spot weldability of dissimilar metal joints between stainless steels (AISI316) and interstitial free (IF) steels were investigated. This study was aimed to determine the spot welding parameters for a dissimilar metal joint and to evaluate the dissimilar metal joint's weldability, including its welding nugget shape, tensileshear strength, hardness, and microstructure. The fracture surface was investigated by using a Scanning Electron Microscopy (SEM). The experimental results showed that the shape of nugget was asymmetric, in which the fusion zone of the STS316 sheet was larger due to the higher bulk-resistance. The microstructure of the fusion zone was fully martensite. In order to evaluate the microstructure further, dilution of stainless steels were calculated and imposed onto the Schaeffler diagram. The predicted microstructure from the Schaeffler diagram was martensite. In order to confirm the predicted microstructure, XRD measurements were carried out. The results showed that that initial weld nugget was composed of austenite and martensite.

TFT-LCD is the most popular type of flat display panel in the information technology field. The back light unit is a main part of the structure of a TFT-LCD panel. Occasionally, studies have shown that failures of the CCFL of the BLU occur due to the poor weld characteristics of these materials. The aim of this study was to prepare some technical data and to characterize a microjoined electrode for the CCFL. Microstructure examinations, microhardness measurements, resistance measurements and microtensile tests of the microjoined electrode were carried out. The result indicates that a large amount of grain coarsening exists in the heat-affected zone (HAZ) of the weld between the cup and the pin. This grain coarsening of the HAZ between the cup and pin is caused by the welding cycle, which may have an influence on the lowest microhardness values. Fracturing of the microjoined electrode also occurred at the HAZ close to the cup between the weld holding the cup and the pin. Additionally, no specific changes of the electrical resistance among the cup, pin, and lead wire themselves or in the microjoined electrode were observed.

최근의 건물의 동향을 보면 아름다움을 강조하여 비틀리고, 경사지고, 테이퍼형태를 가지고 있다. 이러한 건물에 대응하는 구조시스템으로 대형 대각가새 구조시스템이 등장하였다. 이 구조시스템은 건축적인 요구사항을 만족하면서 구조물량 절감의 가능성이 있지만 다수의 부재가 만나는 접합부에 대한 구조성능 평가가 필요하다. 이에 본 연구에서는 H형 단면을 이용한 대형 대각가새 구조시스템의 접합부에 대한 단조가력 실험을 수행하였으며 하중 및 변형능력을 평가하였다. 주요 변수로는 부위별로 용접방법 및 웨브의 이음길이를 적용하였다. 실험결과 완전용입용접에 대하여 국부적으로 부분용입용접을 사용한 경우와 비교해 보면 구조성능에는 차이가 없었고, 웨브의 중첩길이는 웨브사이 이격거리에 100%에 해당하는 길이가 필요함을 알 수 있었다.

본 논문에서는 지진하중을 받는 내부 및 외부 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 강도 및 연성능력을 평가하였다. 접합부에 인접한 보에 소성힌지가 발생한 이후 접합부가 파괴할 경우 접합부 내력은 보의 소성힌지의 영향을 받아 감소하게 된다. 보에 소성힌지가 발생하면 보의 부재축방향 변형률은 급격하게 증가하게 되며, 증가된 부재축방향 변형률은 접합부의 변형에 영향을 주어 접합부의 강도를 저감시킨다. 이 논문에서는 보에 소성힌지가 발생하기 이전에 파괴하는 접합부의 내력과 보에 소성힌지가 발생한 이후에 파괴하는 접합부의 연성능력을 접합부의 변형능력 및 스트럿의 강도저감을 이용하여 평가하였다. 제시한 평가법은 52개의 접합부 실험체를 이용하여 검증하였다.

본 연구는 8개의 RBS(reduced beam section) 내진 철골모멘트접합부의 실물대 실험결과를 요약한 것이다. 실험의 주요변수는 보 웨브 접합법 및 패널존 강도를 택하였다. 균형 패널존 시험체는 접합부의 내진성능을 감소시키지 않으면서, 보와 패널존이 함께 균형적으로 지진에너지를 소산시키도록 설계하여 값비싼 패널존 보강판(doubler plates)의 수요를 줄이고자 시도한 것이다. 보 웨브를 용접한 시험제는 모두 특별 연성모멘트골조에서 요구되는 접합부 회전능력을 충분히 발휘하였다. 반면 보 웨브를 볼트 접합한 시험체는 조기에 스캘럽을 가로지르는 취성파단이 발생하는 열등한 성능을 보였다. 보 그루브 용접부 자체의 취성파괴가 본 연구에서와 같이 양질의 용접에 의해 방지되면, 스켈럽 부근의 취성파단이 다음에 해결해야 할 문제로 대두되는 경향을 보인다. 보 웨브를 볼팅한 경우에 접합부 취성파단의 빈도가 월등히 높은 이유를 실험 및 해석결과를 토대로 제시하였다. 측정된 변형도 데이터에 의할 때, 접합부의 전단력 전달메카니즘은 흔히 가정하는 고전 휨이론에 의한 예측과 전혀 다르다. 이는 전통적 보 웨브 설계법을 재검토할 필요가 있음을 시사하는 것이다. 아울러, 접합부에서 요구되는 바람직한 거동기준을 제시하고 이를 근거로 균형 패널존의 강도범위에 대한 예비적 추정치를 제시하였다

본 논문은 강 뼈대 구조물의 보-기둥 접합부의 사실적인 상태를 묘사하기 위하여 부분구속 접합부(Partially Restrained (PR) connections)를 고려한 지진하중 상태하의 신뢰성 해석과 접합부 및 그들에 내재된 불확실성이 구조물의 위험도에 미치는 영향에 관한 연구이다. 신뢰성해석을 위하여 응답면기법(Response Surface Method), 유한요소법(Finite Element Method), 일차신뢰도법(First Order Reliability Method), 그리고 반복선형보간 기법(Iterative Linear Interpolation Scheme)을 효과적으로 결합한 추계유한요소법(Stochastic Finite Element Method)을 제안하였다 일반적으로 모멘트-상대회전각 곡선에 의해서 표현되는 보-기둥에 대한 부분구속 접합부(PR connections)의 거동이 본 논문에서는 네 개의 매개변수를 사용하는 리차드 모델(Four-parameter Richard Model)을 사용하여 모사하였다. 지진하중에 대하여, 부분구속 접합부에서의 재하(Loading), 제하(Unloading) 및 재재하(Reloading) 거동은 모멘트-상대회전각 곡선과 Masing법칙을 사용하여 표현하였다. 시간영역에서 지진가속도를 구조물에 작용시킴으로써 지진하중의 사실적인 재현을 도모하였다. 다양한 주요 비선형성의 원인들을 고려한 부분구속 접합부를 가지는 강 뼈대 구조물의 신뢰성해석이 지진위험도를 평가하기 위하여 수행되었다. 제안된 기법의 명확한 이해를 돕기 위하여 한 예제를 제시하였다.

전편의 실험적 연구에 이어서, 기 수행된 4개의 외부 접합부 시험체에 현존하는 여러 강도 예측식을 사용하여 콘크리트 기둥-강재 보 접합부의 내진 성능을 결정하는 패널 전단 및 지압 강도를 평가하였다. 또한, 접합부 패널지역의 변형특성을 묘사할 수 있는 일련의 스프링을 사용한 macro 형태의 해석모델이 논의되었으며, 이에 따라 Drain-2DX 및 IDARC 등의 상용프로그램을 사용하여 접합부의 패널전단 및 지압 파괴형태의 변형을 포함하는 단순해석이 수행되었다. 강도 예측결과에 의하면 본 연구에서 제시하는 수정된 내부 콘크리트 패널 전단 강도식을 포함하고 있는 ASCE 방법이 실험결과에 가장 근접한 것으로 나타났으며, 본 연구에서 검토된 패널지역 변형을 고려한 단순해석모델은 향후 전체 건물해석에 사용할수 있는 것으로 판단되었다.

캘리포니아의 강구조 모멘트프레임은 1994년 노스리지 지진시 6.8의 규모와 진앙지에서 근접한 지리적인 악조건에도 불구하고 붕괴나 인명피해 없이 잘 견뎌냈다. 그러나 이후 시행된 조사에서 경제적으로 지진시 안전하다고 믿어져 널리 쓰인 welded flange-bolted web(WFBW) 강접합부(moment connection)의 기둥과 용접의 경계면에서 취성 파괴가 다수 발견되었다. 이논문은 선형파괴역학과 노스리지진이후의 WFBW 강접합부 실험을 이용하여 WFBW 강접합부와 노스리지지진이후 기존 강접합부의 대안으로 추천되고 있는 reduced beam section (RBS) 강접합부의 취성 파괴강도를 결정하는 수치적인 방법을 제안하고 이를 이용하여 이들 강접합부의 취성 파괴모드를 추정하였다.

Cu-P계, 4종의 Cu-P-Pn계 및 3종의 Cu-P-Sn-Ag계 용가재를 사용해 Ar분위기 하에서 1003 및 1033K로 1.2Ks동안 노브레이징한 ST304, STS430 및 저탄소강과 동 접합체들을 전단시험 및 조직시험하였다. 계면에서의 미세조직은 제 종류 즉 첫째,균열을 포함하는 반응층 둘째, 분산층 세째, 균열을 포함하는 반응층과 분산층으로 분류된다. 분산층만이 존재할때 40-60MPa 이상의 상대적으로 높은 전단강도가 얻어지며, 동모재파단을 일으킨다. 이 반응층이 형성되었을때는 반드시 균열이 형성되며, 낮은 전단강도를 나타내고 접합부파단을일으킨다. 이 반응층은 Fe-P계의 화합물이다. 이러한 미소조직 및 강도 경향은 용가재내 Sn의 존재 및 모재내 Ni(또한 Cr)의 존재 유무에 따라 변화한다.

첨가원소를 달리한 두 종류의 삽입금속 Cu-10tw% Ti합금과 Cu-7.5wt% Zr 합금을 사용하여 알루미나와 304 스테인레스강을 활성브레이징법으로 접합하였을 때 두 접합체 계면의 반응층생성구조를 비교조사하여 다으모가 같은 결과를 얻었다. Cu-10tw% Ti삽입금속을 사용한 접합체의 알루미나쪽 반응층은 단층구조를 이루고 있었으나 Cu-7.5wt% Zr삽입금속을 사용한 경우 반응층은 이중구조를 이루고 있었다. 이는 두 종류의 서로 다른 삽입금속이 용융상태에서 알루미나 표면에 갖는 젖음성(wettability)차이에 기인하는 것으로 사료되며 이러한 반응층의 생성구조는 접합강도에 지대한 영향을 미치는 것으로 확인되었다. Cu-10wt% Ti 삽입금속을 사용한 경우 모든 접합조건에서 열응력에 의한 모서리 균열(dege crack)이 관찰되었으나 Cu-7.5wt% Zr 삽입금속을 사용한 경우 적정 접합조건을 선정하면 반응층의 이중구조를 통애 열응력을 완화시킴으로써 균열발생을 억제하여 1323K × 0.6Ks의 접합조건에서 비교적 높은 약 86MPa의 전단강도값을 얻을 수 있었다.

스테인리스강은 최근에 다양한 구조 부재와 산업분야에서 스테인리스강의 상용이 증가하고 있다. 그러나 스테인리스강은 건축구조기준에 구조재료로 포함되어 있지 않고 해당 설계기준은 규정되어 있지 않다. 본 논문에서는 오스테나이트계 스테인리스강 STS304로 제작된 이면전단 볼트접합부에 대한 실험적을 수행되었다. 주요 변수는 볼트배열과 하중방향 연단거리로 설정하였다. 실험 결과, 순단면파단과 블록전단파단이 발생하였고, 블록전단파단 접합부의 경우연단거리가 증가함에 따라 내력이 증가하였다. 또한, 현행 기준식에 의한 예측내력과 실험 내력을 비교하였다.