• 대한토목학회논문집
• /
• 제42권5호
• /
• pp.599-606
• /
• 2022

공용 중 강교량의 피로 평가에 활용할 수 있는 현장계측 데이터에는 대표적으로 변형률 계측과 Brigde Weight-In-motion (BWIM)이 있다. AASHTO The Manual For Bridge Evaluation에 따라, 대상 교량에서 계측된 데이터로부터 피로 상세에 가해지는 유효응력범위 및 반복응력 횟수를 추정할 수 있다. 추정된 유효응력범위와 반복응력 횟수를 통해 피로 손상 누적에 의한 신뢰도분석을 수행할 수 있다. 하지만 현장계측 데이터로부터 유효응력범위 및 응력범위 반복횟수를 추정하는 절차가 평가규정에 구체적으로 제시되어 있지 않고, 계측 데이터의 종류 또는 처리방법에 따른 피로 평가결과의 차이를 정량적으로 비교한 연구는 아직 미비한 실정이다. 본 연구에서는 공용 중 교량에서 동시에 계측한 변형률계 및 BWIM 데이터를 활용하여 피로 신뢰도평가를 수행하여, 활용되는 현장계측 데이터의 종류에 따른 평가결과의 차이에 대해 정량적으로 검토하였다. 이때, BWIM 데이터를 활용한 피로 신뢰도평가 시 구조해석모델의 정밀성이 평가결과에 미치는 영향을 검토하기 위해 평가 대상 교량의 뼈대요소 해석모델과 Shell-Solid 해석모델을 구축하였다. 또한, BWIM 데이터로부터 유효응력범위와 반복응력 횟수를 추정하기 위한 두 종류의 데이터 처리 방법을 정의하였으며, 이로 인한 피로 신뢰도 차이 역시 검토하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.47-54
• /
• 2014

선체 내구성은 기존 선급 규격에 의하여 구조 치수를 결정한 후 이러한 치수의 선체구조에 대하여 스펙트랄과 결정론적 및 간이 방법에 의하여 평가되고 있다. 이러한 방법은 선체재료를 선급 규격에서 제안하고 있는 재료로 구성하는 경우에는 적용할 수 있으나 선체 재료를 신소재로 구성하는 경우에는 적용할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 폴리에틸렌 보트 선체에 대한 피로 손상을 평가하기 위하여 선체에 부하되는 단기간 선체 가속도를 직접 측정하고 이러한 데이터를 기초로 구조설계와 피로수명평가방법이 확립되지 못한 소형 선박의 선체 내구성을 선형누적손상 법칙으로 평가하는 방법을 제안하였다. 개발된 폴리에틸렌 보트의 경우 최대 가속도 상태에서 보트에 부하되는 최대 Von-Mises 응력은 1.8MPa로서 $1{\times}10^9$ 사이클 피로강도 5.9MPa 아래에 있고 유한피로수명개념을 적용한 폴리에틸렌 보트의 내구수명은 415년으로 평가되어져 거의 무한수명을 가지고 있다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제39권12호
• /
• pp.1281-1286
• /
• 2015

항공기는 다양한 임무를 수행함으로써 장기간 운영 시 비행시간 누적으로 인해 피로균열을 발생시킬 수 있다. 주익 구조물에 균열이 발생하면 수명단축 등 여러 문제점들이 발생할 수 있다. 이의 해결을 위해 피로임계위치(Fatigue critical location, FCL)에서의 균열진전 해석이 필요하다. 균열진전 해석을 위해서는 장시간의 응력 스펙트럼이 필요한데 실제 항공기에서 필요한 만큼의 데이터를 얻는 것은 막대한 시간과 비이 소요된다. 본 논문에서는 SwRI(South West Research Institute)보고서에 제시되어있는 임무별 단시간 하중배수 자료를 바탕으로 Peak-Valley Cycle Counting 을 진행하여 장시간의 응력 스펙트럼을 산출하는 알고리즘을 개발하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제29권3호
• /
• pp.245-252
• /
• 2016

상부 탑재형 노내계측기(TM-ICI) 개발은 원자로하부헤드 대신 원자로상부헤드로 계측기를 삽입함으로써 중대사고 위험을 줄이기 위해 진행 중이다. 이 개발 과제의 일환으로, NUREG/CR-6909와 Code Case N-761의 두 방법에 따라 TM-ICI 노즐에 대한 환경피로평가가 수행되었다. TM-ICI 노즐은 level A, level B 및 시험 조건에서의 과도조건에 따른 하중을 받는데 이에 대해 피로평가를 해야 한다. 원자로냉각재환경이 고려된 TM-ICI 노즐의 누적사용계수는 1이하로 평가되었고, 이는 ASME Code 허용기준을 만족한다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.38-47
• /
• 2007

항공기 구조를 모사하여 일련의 리벳구멍을 갖는 AA2024-T3 박판 구조를 대상으로 음향방출(AE)을 이용하여 피로균열을 탐지하고, 표면초음파(SAW)를 이용하여 균열길이를 측정하였다. 누적 AE 발생수 곡선은 단균열(short crack)의 발생과 성장에 따라 일정한 간격을 두고 급격히 증가하는 계단식 형태로 나타났으나 피로균열의 성장은 지수함수적인 증가를 보였다. SAW를 이용한 균열길이 측정은 균열길이가 다른 13개의 균열에 대하여 실시하였고, 측정된 데이터를 이동식 현미경으로 측정한 결과와 비교하였다. 그 결과 1 mm 이하의 단균열의 크기를 표면초음파 방법으로 측정하는 것은 거의 불가능하였으나, 1 mm 이상의 균열에서는 비교적 높은 신뢰도로 균열길이 측정이 가능함을 확인함으로써 실용적인 측면에서 이 방법이 유효하게 사용될 수 있는 영역이 존재함을 알 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제12권1호
• /
• pp.102-115
• /
• 1994

This paper is to evaluate the fatigue strength of lap joints of materials applied to LNG carrier cargo containment of GAZ-TRANSPORT(GT) type, which was welded by manual and automatic TIG welding process. The thicknesses of lapped members were 1.5mm/1.5mm or 1.5mm/0.7mm in Invar to Invar joint, and 1.5mm/8.0mm in Invar to stainless steel joint, respectively. These lap joints were mainly applied to the membrance fabrication of GT-LNG carrier. Fatigue tests of Invar/Inar lap joints were conducted under the stress ratio R=0 at room temperature. The effect of mean stress and cumulative fatigue damage on the allowable stress of Invar lap joint was evaluated on the basis of test results. Fatigue test was also conducted on Inver/Stainless steel lap joints welded by automatic TIG process without filler metals. The fatigue test of the joint was carried out under the same conditions as those of Invar/invar lap joints. The fatigue strength of the joint welded without filler metal was comparable to those welded with filler metal quoted from reference. The fatigue strength of Invar/stainless steel lap joint was only dependent on the lap throat thickness, and not on the welding process. Based on test results, the applicability of TIG welding process without filler metal in Invar/stainless steel lap joint was reviewed by controlling welding variables to assure the valid throat thickness of lap joints.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.126-132
• /
• 2023

최근 항공분야에서는 온실가스 배출 저감을 위한 친환경 기술이 강조되면서 전기를 주동력원으로 기계적인 직진, 회전 운동을 제어하는 전기식 작동기의 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 단일통로 항공기 전륜조향용 전기식 작동기의 피로수명을 평가하였다. 구조해석을 통해 작동기의 취약부위들을 선정하여 이들에 대한 단위하중 응력표를 구축하였고, 각 하중 프로파일에 대한 대표응력을 계산하였다. 또한 낙수계수법으로 대표응력 그룹의 개별 프로파일을 추출하고, 이를 소재의 S-N 선도에 적용하여 개별 프로파일에 대한 손상을 계산하였다. 최종적으로 손상누적법칙으로 취약 부위들에서의 총 손상을 산출하였고, 단일통로 항공기 전륜조향용 전기식 작동기의 취약 부위들에 대한 피로수명을 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제11권9호
• /
• pp.3176-3183
• /
• 2010

본 논문은 다축 하중을 받는 복합재 압력용기의 멀티 스케일 피로수명 예측 방법을 제시하였다. 멀티 스케일 접근법은 복합재료의 기본 구성재료인 섬유, 기지 및 섬유/기지 경계면의 거동으로부터 복합재 플라이, 적층판 및 구조물의 전체 거동을 예측한다. 멀티 스케일 피로수명은 거시적 응력 해석과 미시적 피로파손 해석을 통해 예측된다. 유한요소법을 이용하여 복합재 압력용기의 적층판에 가해지는 다축 피로하중을 구하며, 고전적층판이론을 이용하여 적층판의 플라이 응력을 계산하였다. 미소역학 모델을 이용하여 플라이 응력으로부터 각각 섬유, 기지 및 섬유/기지 경계면에 발생되는 응력을 계산하였다. 복합재 구성재료의 피로수명은 섬유에 대해서는 최대응력법을, 기지에 대해서는 등가응력법을, 섬유/기지 경계면에 대해서는 임계평면법을 사용하였다. 평균응력을 고려하기 위하여 수정된 Goodman 식을 적용하였다. 모든 피로하중에 의한 손상은 Miner 법칙을 이용하여 선형 누적이 되고, 이를 통해 최종 피로파손을 판단한다. 섬유와 기지의 물성값, 섬유체적비 및 와인딩 각도의 확률분포에 따른 복합재 압력용기의 피로수명 영향을 분석하기 위해 몬테카르로 시뮬레이션을 수행하였다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제9권1호
• /
• pp.40-47
• /
• 1991

The most fatigue tests carried out under the either stress or strain control, but machines and structures had taken variable stress. This variable stress was treated as statistics based on p-type distributions. In this paper, the cumulative fatigue damage of SM45C round bar specimens having a center hole resulting from block loading with p-distributions in rotating bending conditions, is presented. The value of p was changed in the range from 0.25 to 1; 0.25, 0.5, 0.75, 1. The following conclusions were obtained through the constant stress amplitude experiments and the block loading experiments. (1) In constant loading test, fatigue life was affected by cyclic rate. From experimental data, N$_{f}$ (100cpm)/N$_{f}$(3000cpm)equal to 0.56. (2) In case of the cyclic rate 100cpm and 3000cpm, at the high stress amplitude level the crack propagation life N$_{*}$f is longer than the low stress amplitude level. (3) Miner's hypothesis may be valid for p=0.75 and prediction of fatigue life by Haibach's method agree with experimental data well for the case p=0.5, while the modified Miner's method agree with experimental data well for the case p=0.25.5.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제28권6호
• /
• pp.993-999
• /
• 2004

The estimation of fatigue life at the design stage of membrane type LNG tank is very important in order to arrive at feasible and cost effective solutions considering the total lifetime of the tank. In this study, the practical procedure of fatigue life prediction by use of cumulative damage factors based on Miner-Palmgren hypothesis and probability density function has been shown with the corner region of Gaz Transport Membrane type LNG tank being used as an example. In particular the parameters of Weibull distribution that determine the stress spectrum are discussed. The main results obtained from this study are as follows: 1. The recommended value for the shape parameter of Weibull distribution for the LNG tank is 1.1 in case of using the direct calculation method proposed in this study. 2. The calculated fatigue life is influenced by the shape parameter of Weibull distribution and stress block. The safe fatigue design can be achieved by using higher value of shape parameter and the stress blocks divided into more stress blocks.