• 한국정밀공학회지
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• 제28권6호
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• pp.738-744
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• 2011

The reliability of blade root fixing section is required to endure the centrifugal force and vibration stress for the last stage blade of steam turbine in thermal power plant. Most of the domestic steam turbine last stage blades have finger type roots. The finger type blade is very complex, so the inspection had been performed only on the exposed fixing pin cross-section area due to the difficulty of inspection. But the centrifugal force and vibration stress are also applied at the blade root finger and the crack generates, so the inspection method for finger section is necessary. For the inspection of root finger, inspection points were decided by simulating ultra-sonic path with 3D modeling, curve-shape probe and fixing jig were invented, and the characteristics analysis method of ultrasonic reflection signal and defect signal disposition method were invented. This invented method was actually executed at site and prevented the blade liberation failure by detecting the cracks at the fingers. Also, the same type blades of the other turbines were inspected periodically and the reliability of the turbine increased.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권3호
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• pp.38-44
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• 2018

군용항공기는 다양한 임무의 수행을 통한 비행시간 누적과 예상 불가능한 외기 환경에 의한 복합적인 요인으로 구조적으로 취약한 부위에서 피로균열이 발생할 수 있다. 피로 균열은 점차 진전되어 극심한 경우 해당 구조가 파괴될 위험이 있으며 이는 비행 안전성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 항공기 주익과 동체의 연결부위를 보호하기 위해 장착한 페어링 내부의 지지대에서 주기검사 중 균열 현상을 개선하기 위한 일련의 품질개선에 관한 연구를 수행하였다. 균열의 원인파악을 위해 주익 조립 공정에 따른 예하중 발생 여부에 대해 조사하고 파단면 분석을 수행하였다. 또한, 균열의 재발방지를 위해 지지대의 설계를 개선하는 방안을 제시하였고, 응력 및 피로 수명해석을 통해 구조 건전성을 검증하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권4호
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• pp.323-330
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• 2008

소구경 배관 소켓 용접부의 고주기 피로특성윽 평가하고 피로 균열의 발생을 음향방출법을 이용하여 실시간 모니터링 하였다. 스테인리스 316L강 시험편은 가스텅스텐아크용접 공정으로 루트부에 결함이 없는 시험편과 용입불량 결함이 있는 시험편으로 준비하였다. 피로파단은 고응력 일때는 토우부, 상대적으로 저응력일 때는 루트부에서 일어났다. 피로시험동안 음향방출 카운트가 급격히 증가하는 시점을 균열의 발생 싸이클 ($N_i$)로 정의하였고 방사선투과법과 전자현미경을 이용하여 피로균열 생성 싸이클 전과 후에서 균열을 확인하였다. 소켓용접배관의 굽힘피로 손상 진단 및 감시를 위해 균열의 존재와 파괴모드 그리고 균열의 발생 싸이클에 관한 연구를 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권3호통권46호
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• pp.231-238
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• 2000

본 연구는 용접지단부의 후처리 결과, 상대적으로 피로강도가 낮아진 용접루트부에 초점을 맞추었다. 용접루트부의 피로강도를 향상시키기 위하여 부분용입용접을 실시한 십자 리브 시험체와 보통의 필렛용접이음 십자 리브 시험체를 대상으로 피로시험을 행하였다. 그 결과, 부분용입용접을 한 시험체이더라도 용접그대로인 시험체의 경우는 보통의 필렛용접이음과 거의 동등한 피로강도를 보였다. 이것은 피로파괴가 지단부로부터 시작되었기 때문에 용접루트부의 보강책인 부분용입용접의 효과가 나타나지 않았다고 생각된다. 이에, 지단부의 피로파괴를 막기 위해 지단부를 후처리시킨 부분용입용접이음 시험체를 대상으로 피로시험을 한 결과, 보통의 필렛용접이음보다 상당한 피로강도 향상을 보였다. 그러므로 본 연구는 지단부로부터 피로균열 발생을 억제한다면, 부분용입용접이음으로 루트부의 피로강도를 향상시켜, 결국 전체적인 파단수명을 향상시킬 수 있을 것으로 생각한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권4호통권71호
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• pp.479-492
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• 2004

본 연구에서는 강상판의 U리브를 현장에서 상향의 용접자세로 용접이음을 실시할 경우, 용접이음부에는 시공오차에 의한 단차가 발생하고, 응력집중이 발생하기 쉽다. 따라서 본 연구에서는 이면재가 부착된 용접이음부에 대해 응력해석 및 실험을 실시하였다. 이면재가 부착된 U리브 용접이음부의 단차, 루트부 형상, 루트갭 및 이면재의 폭과 두께를 변화시켜 응력해석을 실시한 결과, 단차가 커질수록 응력집중계수는 현저히 증가하였으며, 루트갭도 커질수록 응력집중계수가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 단차 및 루트갭이 동일한 경우에는 루트부 형상이 직각인 경우보다 반원인 경우에 응력집중계수가 작게 나타났으며, 이면재의 폭 및 두께는 응력집중계수에 그다지 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 이면재가 부착된 시험편의 피로실험에서는 단차가 커질수록 피로수명이 현저히 저하되었으며 피로균열은 이면재가 부착된 모재측 루트부에서 발생하여 용접비드 표면측으로 전파하였다. 응력해석에서 루트부의 형상이 반원인 경우, 응력집중계수가 작게 나타나므로, 용접조건을 변화시켜 루트부 곡률반경 및 플랭크각을 제어하는 루트부 형상제어법를 개발하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권3호
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• pp.220-226
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• 2003

본 연구에서는 선박 용접구조물의 피로균열 발생 여부와 균열의 진전 상황을 실시간으로 모니터링하기 위한 기초 연구단계로서 선박의 전형적인 용접형태인 필렛용접부(fillet welded joint)의 피로시험에 대한 음향방출(Acoustic Emission, AE)기법의 적용성을 검토하였다. 필렛용접부의 피로시험에서 균열의 발생과 진전, 위치를 검출하기 위하여 AE 카운트(ring down count)와 위치표정(source location)등을 이용하였다. 시험결과 용접 토우(toe)부의 표면균열(surface crack)이 관통균열(through crack)로 발전하기 전까지의 AE 신호는 비교적 미약하게 나타났으나 균열의 발생시점과 위치를 카운트-위치표정으로 어느 정도 추정 가능함을 확인하였다. 표면균열이 브라켓의 두께방향으로 관통한 시점에서는 AE 카운트의 양이 급격히 증가하였으며 카운트-위치표정, 이벤트(event)-위치표정으로 균열의 위치와 발생시점을 명확하게 확인할 수 있었다. 또한 AE 위치표정과 클러스터(cluster) 기능을 이용하여 균열발생 위치 이외의 영역에서 검출된 신호는 잡음에 기인한 것으로 추정할 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권1호
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• pp.9-14
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• 1997

본 보에서는 용접열영향부에 작용되는 구속응력을 유한요소법으로 평가하는 방법에 대하여 소개하였다. 이를 통하여 주어진 용접부에 작용되는 구속도는 물론 구속응력을 정량적으로 평가할 수 있다. 이와 같은 구속응력은 용접부 주변의 구속 여건 뿐만 아니라 용착금속의 형상인 루트부 경사각이나 용접시공방법에 영향을 받게 된다. 따라서 용접부 균열방지를 위한 구속응력을 정량적으로 평가하기 위해서는 상기된 인자들을 고려해야 한다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권12호
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• pp.1281-1288
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• 2009

Variation of dynamic characteristics of a low pressure turbine blade with crack length is studied in this paper via both experiments and finite element model. Since most of the turbine blades used in domestic power plants are imported from abroad, it is necessary to understand their dynamic behavior in advance. When experimentally obtained natural frequencies and mode shapes are compared with those from FEM results, they are close to each other in their magnitude. Then, it is more feasible to use finite element model for analyzing the dynamic characteristics of a blade under various operation conditions (rotation speed, temperature, etc) as well as with a crack in the blade.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.133-141
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• 1996

하중 전달형 필릿 용접 이음부에서 피로파괴는 용접투우부와 용접루트부로 부터 발생된 피로균열 발생 및 전파의 특성에 지배된다. 또한 그 피로균열의 특성은 필릿의 형상과 응력범위에 따라 큰 영향을 받는다. 본 연구의 목적은 하중 전달형 십자형 필릿 용접 이음부에서 피로하중 작용시 용접토우부에서 파괴하기 이한 용접부의 임계다리길이와 응력범위등을 검토하는 것이다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권4호
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• pp.371-377
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• 2004

원자력 발전소의 터빈에서 운전 연수 증가에 따라 pin finger형 블레이드 루트부에 균열이 발생하는 문제점이 발생되었다. 블레이드 루트부에 대한 비파괴검사는 매 계획 예방 정비기간 동안 수동 초음파 검사를 통하여 수행되어 왔으나, 검사의 신뢰성을 확보하기 위해 해당 설비에 대한 자동 초음파 검사 기술 개발의 필요성이 대두되었으며, 이에 따라 자동 초음파 검사 장비 및 검사 기술을 개발하였다. 개발된 검사 장비의 적용성을 확인하기 위해 계획 예방 정비 기간 중 저압터빈 2, 3단 블레이드 루트부에 대한 자동 초음파 검사를 수행하고, 다양한 형태의 터빈 검사에 확대 적용 가능성을 확인하였다.