• 대한기계학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.282-288
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• 1982

크랙탄성평판의 굽힘문제가 경계적분방정식으로 구성되었다. 자연변수인 변위, 수직기울기, 굽힘 모우멘트, 등가전단적과 크랙끝에서 응력의 성장율로 정의되는 응력확대계수들이 주변수로 포함 된다. 이 적분방정식들은 가역에너지 적분이론(Green-Rayleigh)을 기초로 크랙응력분포특성에 맞 게 발전되었으며 해당되는 핵함수들이 유도되었다. 등분석 모우멘트를 받는 중앙크랙이 있는 정 4각형 모형에 대한 응력확대계수가 계산되어 기존의 유한요소법의 해와 비교되었다.

• 항공우주기술
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• 제8권2호
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• pp.13-18
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• 2009

본 연구에서는 피로해석을 단순화하기위한 등가 단위하중 방법을 제시하였다. 그리고 등가 단위하중을 이용하여 동체구조물의 피로수명을 평가하였다. 균열진전해석에 필요한 응력확대 계수와 기하학적 형상계수를 계산하기 위하여 유한요소 해석을 수행하였다. 또한 균열진전 방향을 평가하기 위하여 변형률 에너지 밀도 계수를 사용하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.23-27
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• 2014

본 연구에서는 소형 인장 시험편에 편심된 집중하중을 가하였을 때, 크랙 주변에서의 구멍의 존재유무, 개수 및 위치에 따른 전파 거동에 대하여 규명하였다. 시뮬레이션 해석을 통하여 시험편에서 발생하는 Strain energy와 변형량, 응력에 대해 알 수 있었다. 그리고 이들 Strain energy와 변형량을 바탕으로 응력확대계수를 구하였으며, 본 연구결과를 이용하면 구조물 내에 결함이나 구멍 등이 있을 때 그 파괴 가능성을 검증할 수 있다고 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.649-656
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• 2008

손상 또는 균열된 구조물의 내구성을 향상시키려는 과제는 연구자들과 엔지니어들에게 중요한 과제로 떠오르고 있다. 팻취로 보강되지 않은 균열판과 팻취보강된 균열판의 응력확대계수 및 응력등고선의 산정 및 비교에 의한 균열선단에서의 파괴거동의 특성을 적분형 르장드르 다항식에 기초를 둔 계층적 무강성요소를 사용하여 표현하고자 한다. 이 연구에서는 등가단층이론이 채택되므로, 제안된 무강성요소는 불연속 균열부를 강성이 0인 연속체로 간주된다. 그러므로 균열을 모델링하는 무강성요소의 변장비는 매우 커질 수밖에 없다. 제안된 요소의 강건성을 보이기 위해 형상비 변화에 따른 에너지방출률, 변위 및 응력값에 대한 유한요소해의 민감도는 변장비를 2000까지 증가시켜 가면서 평가되었다. 한편, 강성도미분법과 변위외삽법이 인장모우드가 발생되는 문제의 응력확대계수를 예측하는데 사용된다. 제안된 계층적 무강성요소는 팻취보강된 균열문제를 해석할 수 있는 대안중의 하나라 평가된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1415-1422
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• 2011

운송기계구조물의 제작에 사용되는 판재 알루미늄 합금재료는 일정한 피로응력조건하에서 두께에 따라 균열진전속도의 차이를 보인다. 이러한 두께효과는 판재 알루미늄합금의 주요한 피로파괴특성 중 하나이다. 본 연구에서는 일정한 피로응력조건하에서 실시한 후판 및 박판 Al 2024-T3 합금재료의 피로 시험을 통하여 두께효과를 파악하고, 이를 형상인자인 두께비, $R_t$ 및 하중인자인 두께별 등가유효응력확대비, $U_{i}^{equ}$에 의한 상호관계식, $U_{i}^{equ}=f(R_t)$로 나타내었다. 그리고 두께효과에 의한 후판 대비 박판시험편의 균열진전 지연거동을 ${\Delta}K$ 환산법을 사용하여 정량적으로 분석하였다. 두께효과의 경향을 정량으로 나타내기 위해 두께감소율(DoT)과 응력확대계수범위, ${\Delta}K$의 감소율(DoS) 등의 값을 구하여 이들 상호관계를 규명하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권3호통권32호
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• pp.363-375
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• 1997

절취된 세로보를 갖는 강철도교량의 바닥판에서의 피로거동 및 손상시 보수 보강의 효과를 연구하기 위해 8개 대형시험체에 대한 모형시험을 수행하였다. 실교량을 대상으로 실동응력을 측정하여 기본 응력범위 빈도히스토그램을 작성하고 이에 의한 변동응력의 등가응력범위를 산출하였다. 이 등가응력범위를 기준으로 피로시험의 응력변동범위의 크기를 조정하면서 정적 및 피로시험을 보강전과 보수 보강후로 구분하여 실시하였다. 정적시험에 의하면 재하하중의 크기가 등가실동응력 수준인 시험체의 경우에서 이미 허용응력과 비슷한 응력을 나타내므로서 피로균열의 발생조건을 충족하고 있었다. 손상된 시험체에 대해 다양한 보수 및 보강을 실시하여, 각각의 결과를 비교검토하였다. 그 결과 보수효과는 stop hole을 천공하고 고장력볼트를 체결한 경우에 피로균열성장의 지체효과가 뚜렷하게 나타났다. 한편 보강효과는 휨의 지배를 받는 세로보의 경우 인장측 플랜지의 보강이 효과적이며, 복부의 보강은 보강방법으로 적절하지 않음을 알 수 있었다. 또한 직각절취된 세로보의 피로설계등급은 우리나라 시방서 피로설계규정의 E등급에 해당한다는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권1호
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• pp.38-51
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• 2000

The study on the mechanical behavior of a spot-welded specimen is largely divided into the quasi-static overload failure analysis and the fatigue failure prediction. The main issue in an overload analysis is to examine the critical loads, thereby providing a generalized overload failure criterion. As the welding spot forms a singular geometry of an external crack type, fatigue failure of spot-welded specimens can be evaluated by means of a fracture parameter. In this study, we first present the limit loads of 4 representative types of single spot-welded specimens in terms of the base metal yield strength and specimen geometries. Recasting the load vs. fatigue life relationships experimentally, obtained here, we then predict the fatigue life of spot-weld specimens with a single parameter denoted the equivalent stress intensity factor. This crack driving parameter is demonstrated to successfully describe the effects of specimen geometry and loading type in a comprehensive manner. The suggested fatigue life formula for a single spot weld can play a key, role in the design and assessment of spot-welded panel structures, in that the fatigue strength of multi-spots is eventually determined by the fatigue strength of each single spot.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.471-477
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• 2015

In this study, the property of crack propagation and growth at high tension steel plate existed with center crack is investigated. The behaviors of fracture mechanics due to existence or not of hole near the center crack in specimen and the length of crack length are investigated when the load is applied at the one side end of specimen. Stress, deformation and deformation of this specimen are evaluated through simulation analysis. By the analysis results at this study, stress intensity factors are obtained. The damage happened at machine or structure with crack or defect can be estimated on the basis of study results.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권7호
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• pp.693-700
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• 2015

혼합모드 피로하중을 받는 균열을 갖은 CTS 시편에 대하여 균열경로 예측이론과 Tanaka 의 등가 응력확대계수식을 적용하여 피로균열진전거동을 평가하였다. 새롭게 생성되는 균열선단의 응력확대계수 산정은 ANSYS 를 이용한 유한요소법을 통해 이루어졌고, 균열경로와 균열증분은 마이크로소프트 엑셀에 프로그래밍한 균열경로예측식과 Paris 식으로 계산되었다. 균열증분으로 새롭게 생성된 균열선단의 기하학적인 정보는 엑셀의 기능을 이용해 ANSYS 의 KSCON 명령어가 인식할 수 있게 변화시켜 균열모델링을 용이하게 하였다. 반복적인 균열해석을 위해 유한요소법과 엑셀을 결합한 FECTUM(Finite Element Crack Tip Updating Method)을 개발하였다. 개발된 FECTUM 을 편측 3 점 굽힘을 통해 혼합모드의 구현이 가능한 SENB 시편(Single Edge Notched Bend Specimen)에 적용해본 결과, 균열경로는 물론 파단될 때까지의 피로하중 반복수의 차이가 3% 미만으로 잘 일치하는 모습을 보여, 개발된 기법의 타당성을 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.129-136
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• 2018

대형 용접 구조물에 대한 피로설계 수명의 예측은 일반적으로 Palmgren Miner과 등가손상도 방법 또는 선형누적손상도 방법을 사용한다. 또한 용접 구조물에서 피로 균열이 발생되면 잔존 수명은 S-N 곡선과 선형 파괴역학에 기초하여 예측되고 있다. 본 연구에서는 면외거셋 용접이음의 3차원 피로균열 진전거동과 피로수명을 예측하기 위하여 피로 시험을 실시하였다. 면외거셋 용접이음의 3차원 피로균열진전해석은 NX NASTRAN 및 FRANC3D를 이용하여 유한요소 해석을 실시하였다. 면외거셋 용접이음의 균열 형상비, 초기균열 크기 및 응력비에 미치는 영향을 검토하기 위하여 피로균열진전 해석을 실시하였다. 또한 초기균열크기, 균열 형상비와 응력비의 변화에 따른 3차원 피로균열진전 해석 결과와 피로시험결과를 비교하였다. 피로균열진전 해석결과, 피로균열 진전속도와 응력확대계수와의 관계에서 피로시험과 유사하게 나타남을 확인하였으며, 면외거셋 용접이음의 피로수명을 추정할 수 있음을 확인하였다.