• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.40 no.4
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• pp.336-345
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• 2012

In crack growth life, uncertainties are caused by variance of geometry, applied loads and material properties. Therefore, the reliability estimation for these uncertainties is required to keep the robustness of calculated life. The stress intensity factors are the most important variable in crack growth life calculation, but its equation is hard to know for complex geometry, therefore they are processed by the finite element analysis which takes long time. In this paper, the response surface is considered to increase efficiency of the reliability analysis for crack growth life of a turbine wheel. The approximation model of the stress intensity factors is obtained by the regression analysis for FEA data and the response surface of crack growth life is generated for selected factors. The reliability analysis is operated by the Monte Carlo Simulation for the response surface. The results indicate that the response surface could reduce computations that need for reliability analysis for the turbine wheel, which is hard to derive stress intensity factor equation, successfully.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.4
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• pp.691-700
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• 1999

본 연구에서는 요소를 사용하지 않는 새로운 해석방법인 EFG(Element-Free Galerkin)법을 사용하여 복수의 초기균열을 지닌 강재가 반복피로하중을 받는 경우 균열들이 점진적으로 성장하여 부재가 파단에 이르는 과정을 해석적으로 규명하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 일반적인 피로균열성장법칙을 EFG법을 이용한 균열해석 알고리즘에 적용하여 복수의 균열들이 각각의 응력상태에 따라 차별적으로 성장해 나가는 과정을 해석할 수 있는 알고리즘을 도입하고 이를 바탕으로 다양한 하중상태하에서 복수의 균열들의 성장경로를 추정함과 동시에 이에 따른 잔존수명을 산정할 수 있는 기법을 제시하였다. 본 연구에서 제안된 해석방법을 피로균열 발생빈도가 큰 몇가지의 강부재 형태에 적용해 본 결과 다수균열 함유 부재의 피로균열 성장거동과 균열들의 피로수명을 성공적으로 예측할 수 있었다.

• Journal of the KSME
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• v.32 no.4
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• pp.358-370
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• 1992

균열이 형성되어 있는 설비가 고온에서 정하중을 받으면, 크립 조건에서 균열이 성장하여 파손이 발생한다. 이 때 잔여수명 평가법을 설명하기 위해 발전소 헤더의 경우를 예로하여 잔여수명 평가절차, 이에 필요한 기초이론 및 Cr-Mo강의 관련 재료 물성 데이터 등을 설명하였다. 현재 국내발전소들이 노후화되어 잔여수명평가의 필요성이 증대되고 있으므로, 이 분야의 연구 및 기 술개발은 시급하고 중요한 과제라고 생각된다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.3 no.2
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• pp.87-100
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• 1989

해양구조물의 원통형 조인트에 대한 파괴역학적 피로수명 산출방법이 개발되었다. 개발된 방법을 이용해서 2평면 K형 조인트에 대한 피로수명을 구체적인 파괴역학적 방법으로 산출 하였다. 이 분석을 위해 용접부위 표면균열의 응력확대 계수를 3차원 유한요소법에 의해 계산하였다. 계산된 결과에 의하면 용접부위 표면균열 첨단은 단순한 Mode I형태를 보이지 않고 Mode I, II, III이 복합된 형태임이 입증되었다. 계산된 응력확대 계수를 사용해서 16개의 용접부위균열 성장형태를 일반적인 피로균열 성장법칙을 적용해서 계산하였고, 균열성장의 안정분석을 통해 각 균열의 최종 파괴상태를 파괴해석도면(failure assessment diagram)법을 이용해서 계산하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.2
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• pp.138-143
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• 2000

화력발전설비의 주요 손상 요인 중의 하나인 응력부식 균열 성장에 대한 확률론적 잔존 수명평가에 대하여 연구하였으며, 손상해석 및 수명평가에 확률해석 기법을 도입한 확률론적 수명평가 프로그램을 개발하였다. 확률론적 수명평가는 재료물성치, 형상, 하중조건, 운전조건 등과 같은 불확실성과 변동 가능성을 고려하여 해석을 수행하며, 일정 시간 운전후 구조물의 손상이 일어날 확률을 예측하는 것이다. 응력부식 균열 성장에 대한 확률론적 잔존 수명평가 연구를 통하여 확률론적 수명평가 기술의 기반을 구축하였으며, 다른 손상기구에 대한 확률론적 수명평가를 수행하여 발전설비에 발생하는 모든 손상에 대하여 확률론적 수명평가가 가능하도록 확대할 계획이다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.39 no.4
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• pp.306-313
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• 2011

The damage tolerance analysis is required to guarantee the structural safety and the reliability for aircraft components. The damage tolerance method, which evaluate the life considering the initial crack, considers a fatigue design model of the aircraft main structure. The fatigue crack growth life should be calculated in damage tolerance analysis and the inspection time to define the replacement cycle. In this paper, the damage tolerance analysis is performed for a turbine wheel which has complex geometry. The equation of the stress intensity factor for complex geometry is hard to know, so that they are usually processed by finite element analysis which takes long time. To solve this problem, the stress intensity factors at specified crack are obtained by the FEA and the crack growth life is evaluated using the surrogate model which is generated by the regression analysis of the FEA data. From the results, the efficiency of the crack growth life calculation and the damage tolerance analysis could be increased by taking the surrogate model.

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 2001.11a
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• pp.364-369
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• 2001

고온 고압 산업용 설비의 경우, 대부분 균열이 용접부위에서 가장 먼저 발생하여 성장한다(1). 그러나 용접부라고 하지만 장기간 사용에 의한 사용재 균열성장은 엄밀히 말하면 용접부와 모재부 사이의 열영향부이며 열영향부 중에서도 ICHAZ(Intercritical heat affected zone)에서 발생하는 TYPE IV균열/sup (1)/이라 하겠다 따라서 용접부 균열에 대한 파괴거동을 연구하는 것은 고온고압 산업용 설비의 잔여 수명을 평가하는데 매우 중요하다.(중략)

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.17 no.2
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• pp.1-8
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• 2023

Power transmission shafts in rotary wing aircraft use a hollow shaft to reduce weight. We can apply linear elastic fracture mechanics to predict crack propagation behavior. This paper predicted crack growth life of a hollow shaft with a circumferential through-type crack by finite element analysis. A 2D finite element model was created by applying a torsion and forming elements considering cracks. We defined the initial crack length and performed the finite element analysis by increasing the crack length to derive stress intensity factor at crack tips. We defined the length just prior to the stress intensity factor exceeding the fracture toughness as the crack limit length. We calculated the crack limit length using a handbook and numerically integrated the crack growth rate equation to derive growth life of each crack. The growth life of each crack was compared to verify the proposed finite element analysis method.

• Journal of the Korean Society of Safety
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• v.15 no.4
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• pp.163-169
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• 2000

This paper mainly deals with fatigue lift estimation and prediction in notched structures. The fatigue crack initiation life and the fatigue crack growth behavior in the DEN specimens were predicted using S.I.F. K solution derived in this study and the Paris' crack growth equation. Predicted results showed good agreement with experimental crack growth behaviors under constant-load-amplitude.

• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.2 no.1
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• pp.101-109
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• 1999

The objective of this research is to study effects of the residual stresses on the crack growth and the life of the structure, caused by cold working around the hole of the aircraft structure which will be jointed by rivets and bolts, etc. The compensated Morrow's equation, by experimental data from the materials AL7075-T6 and AL2024-T3, is suggested to calculate the values of the fatigue life prediction of the structure. Also, the compensated Forman's equation, by experimental data from a material AL7075-T6, is suggested to calculate the values of the crack growth prediction of the structure. It is founded that the calculated values from the suggested equations are almost close to the known values of the fatigue life prediction and the crack growth prediction. It is shown that this paper, associated with an initial research on the effects of residual stresses around hole, gives a direction to study the problem at the aircraft maintenance field.