• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.35-42
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• 2008

원자력발전소에서는 열교환 파이프에서 발생하는 열피로 균열을 비파괴 탐상장비를 이용하여 조기에 발견하는 것이 안전을 위해 매우 필요하며, 따라서 이를 모사한 인공균열시편 제작에 많은 노력을 기울이고 있다. 그러나 이러한 균열은 일반 기계가공으로 제작하는 것이 불가능하여 실제 조건과 유사한 열 반복하중 하에서 제작될 수밖에 없는데, 이를 위해 많은 시간이 소요된다. 본 연구에서는 크랙성장 시뮬레이션 기법을 이용하여 이러한 균열 제작시간을 단축하기 위한 최적의 열하중 조건을 찾고자 하였다. 이를 위해 임의조건에서 시뮬레이션 및 열피로균열 발생 기초실험을 수행하여 균열 초기수명과 진전수명을 검증하였고, 이를 바탕으로 다양한 가열 및 냉각시간을 시뮬레이션 함으로써 제작시간을 최소화하는 열하중 조건을 구하였다. 시뮬레이션에서는 응력해석을 위해 상용 소프트웨어 ANSYS를 초기균열수명 계산을 위해 수치계산용 소프트웨어 ZENCRACK을 이용하여 코딩을 균열진전수명 평가를 위해 ZENCRACK 소프트웨어를 이용하였다. 그 결과 1mm 균열 제작에 소요되는 시간은 초기의 418시간에서 319시간으로 24% 단축되는 것으로 예측되었다.

• Composites Research
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• 제16권3호
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• pp.9-17
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• 2003

타이어 벨트층내의 코드간 균열연결 및 층간균열진전을 모사하기 위해 자유단을 갖는 2층 고무/코드 적층시험편에 대한 4~11mm 변위제어 실험을 수행하였다. 자유단의 코드간 균열연결시의 폭방향 균열진전량은 45$^{\circ}$ 경사진 코드들간 길이의 절반에 도달할 때의 측정값으로 하였으며, 이는 탐침법에 의해 측정되었다 또한, 자유단에서 코드들간 균열연결을 모사하기위해 2차원의 이상화된 모델링 기법을 고안하였다. 이론수명은 테어링에너지(균열파단면의 단위면적당 방출에너지)를 이용하여 코드간 균열연결수명(임계값)과 이후 최종파손까지의 수명으로 구분하였으며, 이들을 각기 실험값과 비교하였다. 임계값까지의 수명예측은 실험과 비교하여 약 20%, 최종파손까지 약 65%의 오차가 발생하였다. 따라서, 전체 이론수명은 실험과 비교하여 약 45%의 오차를 발생하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권9호
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• pp.1691-1699
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• 1992

The experimental results of fatigue crack propagation under constant amplitude loading show that intra-and inter-specimen variability exist. In this paper, a stochastic model for the estimation of mean and variance of crack propagation life is presented To take into account the intra-specimen variability, the material resistance against crack propagation is treated as an 1-dimensional spatial stochastic process, i. e. random field, varying along the propagation path. For the inter-specimen variability, C in paris equation is assumed to be a random variable. Compared with experimental results reported, the present method well estimate the variation in fatigue crack propagation life. And it is confirmed that the thicker the specimen thickness is, the less the variation of propagation life is.

• 한국가스학회지
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• 제4권4호
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• pp.25-33
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• 2000

최근 들어 가혹한 온도 및 압력조건에서 운전이 요구되는 고온배관들의 잔여수명예측은 상당히 중요한 관심사로 부각되고 있다. 이에 고온손상을 정량적으로 평가하여 설비를 안전하게 사용하기 위한 유지기술 및 수명평가 기술을 확보하는 것은 매우 중요하다. 한편 이러한 고온배관내 대부분의 균열은 반타원 표면균열의 형태로 형상화되어 파괴역학의 실제응용에서 발견할 수 있는 가장 복잡한 형상과 하중특성을 갖게 된다. 이를 배경으로 본 연구에서는 먼저 축방향 및 원주방향 반타원 표면균열이 존재하는 직관의 완전 3차원 유한요소망 자동생성 프로그램을 작성하였다. 이렇게 생성된 유한요소 입력자료를 이용하여 3차원 유한요소 해석을 수행하면 반타원 표면균열선단을 따른 고온 크리프 파괴 지배변수 $C^{\ast}$-적분값을 구할 수 있다. 또한 $C^{\ast}$-적분값에 준해 균열진전량을 계산하는 후처리 균열진전 모듈을 추가하여 사용자 편의 수명평가 프로그램을 개발하였다. 최종적으로 개발된 통합 수명 평가 프로그램을 이용하여 여러 가지 해석변수들의 반타원 표면균열을 갖는 고온 직관 수명에 대한 영향을 살펴보았다.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권6호
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• pp.669-678
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• 2008

The fatigue life of ship structure under cyclic loading condition is made up of initiation and propagation stages. In this study, crack growth test is carried out on large scale structure test specimens and fracture mechanical analysis is performed. The fatigue lives measured from fatigue tests are compared with DNV, Matsuoka and BS 5400 S-N curve. And to predict the crack initiation life, S-N curve, corresponding to crack length 20mm at welded joint, is developed based on hot spot stress range. Also crack propagation life is calculated using crack growth equation. Consequently, computed crack propagation life is compared with experiment results.

• 수산해양기술연구
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• 제36권2호
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• pp.147-154
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• 2000

실온 대기 중에서 탄소강배관(STS370)의 피로시험을 행하였다. 배관에는 외부결함을 인공적으로 상정하여, 피로균열진전 및 관통의 거동, 균열형상, 누설 및 파단수명, 균열개구변위를 실험과 이론의 양면으로부터 비교·검토하였다. 특히, 배관의 벽두께 관통후에 있어서의 응력확대계수를 평가하기 위하여 새로운 식을 제안하였다. 피로균열이 관벽을 관통하기 전에 있어서는 판모델에 의한 Newman-Raju의 응력확대계수 평가식을 이용하므로서 aspect비와 누설수명 등 관통전의 피로균열성장거동을 평가할 수 있음을 나타내었다. 또한, 피로균열이 관벽을 관통한 후에 있어서는 본 논문에서 제안한 배관모델에 의한 응력확대계수의 평가식을 이용하여 관통후의 균열형상, 파단수명 및 균열개구변위 등 관통후의 피로균열성장거동을 평가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권3호통권40호
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• pp.319-327
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• 1999

본 연구는 필렛용접 이음으로 된 종리브 십자 시험체를 대상으로 용접토우의 후처리에 의한 피로강도 향상의 메커니즘을 밝히고, 적절한 후처리법을 제안하고자 한다. 인장피로시험 결과, 용접 그대로의 시험체 보다는 후처리된 시험체들에서 피로강도 향상이 보였다. 특히, 피로균열 발생수명 $N_c$는 해머피닝(Hammer-Peening)후 그라인더 처리를 한 시험체에서, 그리고 피로균열 진전수명 $N_p$는 해머피닝 시험체 들에서 각각 증가현상을 보였다. 여기서, $N_c$는 용접토우의 기하학적 형상, 즉 응력집중의 완화때문에, 또한 $N_p$는 해머피닝에 의해 표면에 도입된 큰 압축잔류응력이 피로균열의 진전을 억제하고 있기 때문이라고 생각된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권1호
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• pp.46-51
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• 2007

연구는 Al 2024-T3511 재료를 사용하여 피로균열성장 시험을 통한 비부식과 부식에서의 일정진폭 피로균열 전파 테이터(a-N)를 구하여 비부식과 부식에서의 균열진전의 차이를 규명하였다. 또한 비부식과 부식에서의 균열진전 속도 선도(da/dN-${\Delta}K$)를 구하여 Paris의 식을 이용하여 비부식과 부식의 차이를 규명하였다. 그리고 ${\beta}c$(corrosion factor)의 새로운 개념을 도입하여 피로수명을 예측해 본 결과 실험치를 잘 모사할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.10-18
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• 2016

대도시의 콘크리트 구조물은 탄산화에 노출되며 사용기간의 증가로 인해 내구성 저하를 나타내며 콘크리트에 발생하는 균열은 국부적인 탄산화 증가를 야기한다. 본 연구에서는 실태조사를 통하여 균열부의 탄산화속도를 분석하였으며, 이를 시간의존성균열과 초기재령균열로 구분하여 탄산화에 노출된 RC교각의 내구수명을 분석하였다. 실태조사 결과를 기본으로 균열이 최대 0.3mm까지 진전하고 여기에 최대 균열폭에 이르는 시간을 변수로 하여 내구성 파괴확률, 신뢰성 지수, 내구수명 등이 평가되었다. 시간의존성균열 패턴은 초기재령부터 발생한 균열보다 낮은 내구성파괴확률과 높은 내구수명을 나타내었는데, 이는 지나치게 보수적인 해석기법보다 합리적이다. 또한 피복두께가 100mm보다 클 경우, 균열에 대한 시간효과는 내구성 파괴확률 및 내구수명에 큰 영향을 미치지 못하였다. 고정 균열이 아닌 시간의존적균열을 고려한 확률론적 내구수명 해석기법은 운용 중 발생하여 균열이 발생한 구조물에 효과적으로 사용될 것이다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.74-82
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• 1993

본고에서는 type B 독립구형 방식 LNG 탱크의 피로균열 발생 및 진전에 대한 구조안전성 평가 기법을 연구하였다. 이는 다음과 같은 3단계의 검토과정으로 구성된다. 1) 탱크에 작용하는 파랑응력의 장기분포 평가 및 피로균열 발생수명해석 과정은 이미 제1보에서 상세히 다룬 바 있으며 2) 초기 결함이 탱크판을 관통할 수 없음을 표면균열 진전해석을 통하여 증명한다. 3) LBF(Leak Before Failure) 이론을 바탕으로 관통균열의 진전해석을 수행하여 급속 취성파괴에 대한 안전성을 검증한다.