• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.18 no.3
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• pp.52-62
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• 1994

기계나 구조물 파괴의 대부분은 노치부를 기점으로 하여 발생하기 때문에 첨단복합재료를 노지부 재로서 안전하면서도 경제적으로 사용하기 위해서는 각종 조건하에 있어서 강도특성을 명확히 하는 것은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 노치를 갖는 복합재료를 이용하여 각종조건하에서 강도특성평가실험을 행하였으 며, 얻어진 결과를 종합하면 다음과 같다. (1) 첨단복합재료 노치재는 試驗片의 幾可學的 形狀과는 관계없이 노치반경 p만에 의해 결정되는 최대탄성응력 $\sigma_{max}$일정의 條件下에서 破t짧된다. (2) 破斷時 최소단면에서의 공칭응력 $\sigma_{c}$와 응력집중계수 $K_{t}$와의 관계에 있어서,$\sigma_{c}$의 값이 $K_{t}$의 증대와 더불어 떨어지고 있는 부분과, $K_{t}$와 관계없이 거의 일정하게 되고 있는 부분으로 나누어지는 現象은 노치재의 回轉굽힘 또는 인장압축파열에서 보여지는 현상과 外觀上 對應하고 있다. 즉, 정적파괴와 피로파괴는 파괴의 양상이 비슷하다 (3) PEN수지단체의 경우, 피로균열발생은 점발생적 피로균열이 최대탄성응력에 의해 지배되며, 노치에 만감하며,균열전파수명은전수명에 비해 상당히 짧다. (4) 단탄소섬유강화복합재료의 경우, 피로균열은 섬유端에 응력이 집중하기 때문에 일반적으로 섬유端에서 아주 빠른 시기에 발생하지만, 섬유가 피로균열진전에 대해 방해물로 작용하기때문에 아주 천천히 전파한다. (5) 短탄소鐵維는 피로균열발생에 대해서는 負의 강화작용 전수명의 극히 초기단계에 피로균열 발생을, 피로균열전파에 대해서는 正의 강화작용을 한다. (6) 단탄소섬유를 PEN에 강화함으로 인해 정적강도 보다 피로강도에 더 큰 강화효과를 초래했으며, 선형노치역학의 개녀은 첨단 복합재료의 강도평가에 대단히 유효했다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.6 no.2
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• pp.71-75
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• 1992

기구나 구조물의 피로수명은 노치에서의 피로균열 방생수명에 의하여 지배되기때문에 노치로 인한 피로강도감소계수 $K_f$는 피로설계상 대단히 중요한 인자이다. 노치 선단(Notch root)에서의 피로균열발생명수 N$_c$를 기준으로하면 탄성응력집중계수 $K_t$가 10 정도까지 $K_f$와 $K_t$간에는 거의 직선적인 관계가 있음이 이다- 고에 의하여 명석해졌으나 이는 인장,압축의 축력이 작용하였을 때이며 따라서 기구나 구조부재는 축력외에도 굽힘 피로 하중이 작용하였을때도 많으므로 본 연구에서는 굽힘 피로 하중을 받았을때도 있다. -고의 결론이 적용되는지는 검시코져 본 연구를 실시하였다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.6 no.1
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• pp.61-67
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• 2002

15Cr-5Ni 석출강화 스테인리스강 3종류의 피로균열 발생과 성장 특성 및 파괴인성에 대하여 노치함수로서 연구하였다. 3종류강의 열처리 조건은 $482\;^{\circ}C,\;579\;^{\circ}C$ 및 $621\;^{\circ}C$이다. $621\;^{\circ}C$에서 4시간동안 열처리한 시험편 C는 약 $280\;MPa\;\sqrt{m}$의 가장 높은 파괴인성을 보였으며, 3종류에서 피로균열 성장이 가장 늦었다. $482\;^{\circ}C$에서 1시간 열처리한 시험편 A에서, 피로균열발생한계, ${\Delta}k{\rho}$, 는 노치반경0.3 mm에서 약 $280\;MPa\;\sqrt{m}$의 가장 높은 값을 보였다. 시험편 A는 시험편 B와 C보다 피로균열 성장이 빨랐지만, 피로균열 발생이 늦었다. 예 하중에 의한 노치선단의 압축잔류응력은 노치 시험편의 피로강도 향상에 유용한 방법이었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.10
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• pp.1411-1417
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• 2010

CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) has received considerable attention in various fields as a structural material, because of its high specific strength, high specific stiffness, excellent design flexibility, favorable chemical properties, etc. Most products consisting of several parts are generally assembled by mechanical joining methods (using rivets, bolts, pins, etc.). Holes must be drilled in the parts to be joined, and the strength of the components subjected to static and fatigue loads caused by stress concentration must be decreased. In this study, we experimentally evaluated the variation in the residual strength of a holenotched CFRP plate subjected to fatigue load. We repeatedly subjected the hole-notched specimen to fatigue load for a certain number of cycles, and then we investigated the residual strength of the hole-notched specimen by performing the fracture test. From the results of the test, we can observe the initiation of a directional crack caused by the applied fatigue load. Further, we observed that the residual strength increases with a decrease in the notch effect due to this crack. It was evaluated that the residual strength increases to a certain level and subsequently decreases. This variation in the residual strength was represented by a simple equation by using a model of the decrease in residual strength for plain plate, which was developed by Reifsnider and a stress redistribution model for hole-notched plate, which was developed by Yip.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.46 no.4
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• pp.417-423
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• 2009

This paper is concerned with the fatigue behaviour of welded joints by the notch stress approach. The actual welded shape is complex and 3-dimensional that may influence greatly the fatigue strength. The purpose of the paper is to present a way of modelling the actual weld bead shape by using a 3-D Laser scanner for experimental models of steel plates with longitudinal fillet welds, and applying its results to a proper notch stress method for the fatigue strength. The present approach to assess the fatigue strength is quite promising with application to a variety of welded joints and effects of weld profiling to fatigue strength.

• Composites Research
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• v.23 no.3
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• pp.1-6
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• 2010

Recently, CFRP composite is more and more used in the various fields because of a higher specific modulus, chemical property and so on. Most products using CFRP composite are manufactured by construction of components. Various components are joined with those by bolts and pins. Holes for bolts and pins decrease strength and fatigue life of components, because those act as notch in structures. In this paper, we experimentally evaluated the fatigue life of hole-notched and unnotched weave CFRP plate. Then, we compared the two results and proposed an equation for prediction of fatigue life.

• Journal of the KSME
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• v.29 no.2
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• pp.118-124
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• 1989

피로파괴의 발생원인을 살펴보면 다음과 같이 4가지로 구별된다. (1) 설계불량 (2) 가공불량 (3) 소재불량 (4) 부적절한 사용 그러나 현재 기계설계시 일반적으로 형상계수 및 충격계수를 포함한 안전율을 여유있게 고려하기 때문에 피로강도가 간접적으로 설계시 반영되어 피로파괴는 주로 가공이나 원소재 불량 및 사용상의 부주의에 의한 경우가 대부분이다. 즉 기계가공 도중에 노치가 유입되어 응력집중을 발생시키거나, 규정된 표면처리 혹은 열처리가 이루어지지 못해서 재료의 피로강도가 저하한 경우가 많으며, 소재 역시 비금속 개재물이 다량 함유되어 있거나 열처리 특성이 조악한 소재가 사용되어 요구되는 강도를 확보하지 못한 경우도 많다. 그 반면 사용자 측에서도 설계강도를 무시한 과부하를 인가하거나, 부식환경 혹은 고온에서 사용하여 피로파괴를 촉진시키는 경우도 있으므로 사용자도 설계조건을 인식하여 그 한계를 넘지 않도록 해야 한다. 피로파괴는 단순한 원인에 의한 경우가 적고 복잡한 여러 형상이 중첩되는 경우가 많기 때문에 해석하기 어려운 경우가 많다. 결국 피로 파괴의 방지는 피로강도를 저하시킬 수 있는 요인들을 종합하여 설계단계에서부터 최종 사용단계까지 지속적인 관리에 의해서만 달성 될 수 있다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.47 no.4
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• pp.573-579
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• 2010

The notch effects on the fatigue strength of welded joints are both stress concentration and fatigue strength reduction. In the notch stress approach, the notch effects are usually approximated by introducing weld-bead parameters for the local detailed weld joints. In this paper, well-known notch stress approaches - critical distance method, area method and fictitious rounding method are presented for the fatigue strength of cruciform joints. The estimated results of the present methods are applied to the experiments performed in this study and reported in the references. The results of the application show that the fatigue-life scatterness of the experimental data expressed in the nominal stress is significantly reduced by introducing the effective fatigue stress of the present study.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.16 no.4
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• pp.16-22
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• 2012

The use of welding process has been increased for manufacture of machine, bridges, ships, gas facilities and so on together with development of welding technique. Accordingly, it has been needed to develop the welding methods considering higher productivity and safety design for manufacture of their welding structures. In this study, it was studied basically on characteristics of fatigue strength and fatigue life in full penetrated cruciform fillet weld zone in relation to material thickness, welding passes, loading direction and notch radius of toe zone. Most of fatigue failure occurred in toe zone of cruciform fillet weld joint. Fatigue strength and fatigue life are under the influence of stress concentration due to notch radius and flank angle of toe zone. The metal of toe zone annealed and diffused by multi-layer welding and acicular ferrite structure formed by the result improved fatigue strength and fatigue life.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• v.7 no.5
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• pp.120-126
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• 1998

Second step shot peening was applied on both smooth specimen and U-notch specimen in order to investigate the stress distribution and the improvement in fatigue strength. Various experiments and measurements such as rotary bending fatigue test and the measurement of compressive residual stress were performed. The results showed that the fatigue strength of second step shot peened specimens increased by 34 percent compared to that of unpeened ones. Compressive residual stress also considerably increased, which resulted in the increase of fatigue strength. finite element analysis showed that shot peening is effective in decreasing the bending stress by external force. The effectiveness of shot peening in reducing the compressive residual stress was anticipated by the superposition of the concentrated stress and the compressive residual stress.