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Improvement of Wear Resistance in Laser Shock-Peened Copper Contacts
정동혁,박창규,천은준,김윤준 대한금속·재료학회 2020 대한금속·재료학회지 Vol.58 No.8
This study investigated the influence of laser shock peening without coating (LSPw/oC) on the degradation of copper electrical contacts. A theoretical calculation of the plastic-affected depth (PAD) induced by LSPw/oC was performed, based on the laser-induced plasma pressure along with the Hugoniot elastic limit of our LSPw/oC experimental conditions. The theoretical PAD was obtained approximately 650 μm from the surface for the LSPw/oC at the laser energy density of 5.3 GW/cm2. Various characterization methods such as the Vicker’s hardness test, residual stress test, and electron backscattered diffraction (EBSD) mapping indicated the PAD may play a significant role in laser induced effective depth for LSPw/oC. At a laser energy density of 5.3 GW/cm2, the laser shock-peened copper showed approximately double the surface hardness as compared to the pure copper. This was attributed to grain refinement, which was confirmed by measuring average grain sizes, and by observing mechanical twin structures from the EBSD analysis. Additionally, a compressive residual stress was induced down to the PAD but gradually switched to a tensile residual stress below PAD. The surface hardening effect conferred by LSPw/oC to the pure copper surface resulted in excellent wear resistance, i.e., a low coefficient of friction and wear loss. As a result, the contact exhibited lower electrical resistance following the fretting friction test compared to pure copper; this would result in a significant delay in electrical contact failure.
프리스트레스트 철계 형상기억합금을 이용한 하이브리드 댐퍼의 내진성능 해석연구
정동혁,Carofilis, W.,Kim, K. E. 한국복합신소재구조학회 2022 복합신소재구조학회논문집 Vol.13 No.4
This paper analytically explores the applicability of a novel hybrid damper, which incorporates prestressed iron-based shape memory alloy (Fe-SMA) into a conventional hysteretic damper. The hybrid damper aims to dissipate energy as well as reduce residual drift of moment frames subject to strong ground motions. The behavior of each component of the hybrid damper is numerically modeled in OpenSees, and a series of time history analyses is performed for three types of 2D braced steel frames. The results of the analyses reveal that the proposed damper showed greater performance in reducing the maximum and residual drifts of the steel frame. Fe-SMA used in this study costs only 5%–10% of conventional nickel–titanium (Ni–Ti) SMA but is promising as an effective retrofitting method for seismically vulnerable frame structures. 본 연구는 기존 이력댐퍼와 프리스트레트 철계 형상기억합금(Fe SMA)을 결합한 새로운 하이브리드 댐퍼를 제안하고이용가능성을 해석적으로 평가한다. 하이브리드 댐퍼는 강진 발생 시 모멘트 프레임의 에너지소산능력을 향상시키고 잔류변형을 감소시키기 위한 목적으로 제안되었다. 구조해석 프로그램인 OpenSees를 통해 댐퍼의 각 요소에 대한 해석모델을 구축하였고, 세가지 형식의 강재 가새프레임에 대해 시간이력해석을 수행하였다. 해석결과, 제안된 댐퍼는 모멘트 프레임의 최대 및 잔류변형을 줄이는데 우수한 것으로 나타났다. 본 연구에 사용된 Fe SMA는 니켈-티타늄(Ni-Ti) 형상기억합금에 비해 5-10%에 해당하는 낮은 재료 비용을 가지면서도 지진에 취약한 프레임 구조의 내진보강에 효과적인 결과를 보였다.
요철 표면 팬텀을 이용한 치료계획시스템 선량계산 정확성 평가
정동혁,김기환,이강규,문성록,김진기,신교철,오영기,김정기,조문준,김준상,Jeong, Dong-Hyeok,Kim, Ki-Hwan,Lee, Kang-Kyoo,Moon, Sun-Rock,Kim, Jhin-Kee,Shin, Kyo-Chul,Oh, Young-Kee,Kim, Jeung-Kee,Cho, Moon-June,Kim, Jun-Sang 한국의학물리학회 2008 의학물리 Vol.19 No.2
We evaluated on the calculation accuracy of treatment planning system (TPS) with phantom having convex and concave surface. The TPS is Eclipse (Varian, USA) using both algorithms AAA and PBC for photon dose calculations. PBC algorithms have three corrections of Batho, modified Batho (M-Batho), and equivalent TAR (E-TAR). The field sizes were $10{\times}10\;cm^2$ and $20{\times}20\;cm^2$, and MLC-shaped fields for these fields. We measured doses at three depths 5, 10 and 15cm in phantom of SSD=90cm in the condition of inserted farmer chamber. For given conditions, we have calculated dose with these algorithms and compared them with measured doses. In AAA the calculated doses (dose/MU) were agreed to measured doses within ${\pm}1%$ in flat and convex surface and were under estimated with -1.9% maximum in concave surface. In PBC the calculated doses were over estimated with +1.7% and +4.1% respectively in flat and convex surface and the differences were from -3.1% to +2.1% in concave surface. In comparison of criteria from AAPM and IAEA reports, and statistical analysis for these results, it is found that the AAA's results are in good agreement with measured values and the M-Batho's results are generally good agreed with measured values among PBC algorithms. 본 연구에서는 방사선치료에 사용되고 있는 치료계획시스템 중 AAA와 PBC (Batho, M-Batho, E-TAR)의 알고리즘이 내장된 Eclipse (Varian, USA)을 이용하여 요철 표면을 가진 팬텀에 대한 선량계산 정확성을 평가하였다. 측정 조사면은 $10{\times}10\;cm^2$과 $20{\times}20\;cm^2$, 그리고 각각에 대한 MLC 차폐 조사면을 대상으로 하였다. 팬텀 속 측정점은 SSD=90 cm에서 깊이 5, 10, 15 cm에서 전리함을 이용한 6MV X-선에 대한 측정값과 선량계산을 알고리즘 별로 수행하고 비교하였다. AAA알고리즘을 이용한 계산 값들은 평탄표면과 양각표면에서 ${\pm}1%$이내로 측정과 일치하였으며, 음각표면에서 단위 MU당 선량을 최대 -1.9%까지 낮게 평가하였다. PBC알고리즘을 이용한 계산 값들은 평탄표면과 양각표면에서 측정과 각각 최대 +1.7% 및 +4.1%의 차이로서 대체로 단위 MU당 선량을 높게 평가하였으며, 음각표면의 경우에 측정과 차이가 -3.1%에서 ${\pm}2.1%$ 범위를 보였다. 계산 값들을 AAPM과 IAEA 허용기준과 비교하고 또한 통계적으로 분석할 때, AAA의 결과가 측정과 가장 잘 일치하는 것으로 나타났으며, PBC의 경우에 Modified Batho 알고리즘이 비교적 측정과 잘 일치하는 것으로 평가되었다.
한국원자력연구소에서 개발한 Ir-192 선원의 감마메드 치료기 호환성 연구
정동혁,이강규,김수곤,문성록,Jeong, Dong-Hyeok,Lee, Kang-Kyoo,Kim, Soo-Kon,Moon, Sun-Rock 한국의학물리학회 2010 의학물리 Vol.21 No.1
본 연구에서는 한국원자력연구소에서 제작한 Ir-192 밀봉선원(IRRS20, KAERI, Korea)을 감마메드 근접치료기에 장착하고 치료기와의 호환성을 조사하였다. 기계적 호환성의 평가로서 선원의 이동간격, 채널별 이동간격, 와이어의 최소 곡률 반경, 비상시 작동을 검사하였다. 약 45일 동안 수회에 걸쳐 기준 거리에서 공기커마세기를 측정하였으며, 필름을 사용하여 기존의 선원과 선량분포를 비교하였다. KAERI 선원의 감마메드 장비와의 기계적호환성은 양호하였다. 시간에 따른 방사능 특성도 계산과 잘 일치하였으며, 선원주변의 선량분포에 있어서 기존 선원과 큰 차이를 보이지 않았다. The compatibility with GammaMed-12i brachytherapy machine for an Ir-192 encapsulated source (IRRS20, KAERI, Korea) manufactured by Korea atomic energy research institute (KAERI) has been investigated. As a mechanical testing of compatibility, precise measurement of step movement with channels, measurement of curvature of radius for wire, and emergency return testing were performed. Periodic measurements of air kerma strength for 45 days were carried out to evaluate decay characteristics of Ir-192 radioisotope and comparison of dose distributions in phantom between KAERI and old sources previously used were performed by film dosimetry. KAERI source has a good compatibility with GammaMed12i machine as a result of mechanical testing. There are in good agreement with calculated values in activity characteristics and there were small differences in dose distributions around the source in comparison between KAERI and old source.