• 한국철도학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.725-731
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• 2009

강 교량, 선로 구조물, 차량 구조물 등 철도분야에서 강 재료가 많이 사용되고 있다. 설계, 강도평가, 잔존수명 평가 등을 위하여 부식된 강 재료에 대한 인장강도, 피로강도 등이 필요하지만 우리나라의 경우 이 분야의 연구가 미진하여 축적된 데이터가 많지 않다. 본 연구에서는 철도 분야에서 많이 사용되는 대표적인 강 재료에 속하는 SM490A와 SS400에 대해 대기부식 시험절차를 확립하고 많은 시편을 대기부식에 노출시켜 일정한 시간 간격으로 수거하여 인장 및 피로시험을 수행하여 부식시간의 경과에 따른 인장 및 피로강도의 변화를 측정하였다. 처음 3-4개월 기간에 피로강도가 많이 저하하였고 그 이후에는 완만히 변화하였다. 그리고 후열처리 한 시편이 부식에 대한 저항이 더 크다는 것도 알 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.241-246
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• 2003

In order to develop a method of corrosion fatigue design and estimate reliability of TMCP steel using as the material of heavy industries and plants, its corrosion susceptibilities, corrosion fatigue strength, and determination of fatigue design criterion considering corrosion degradation were investigated. From the results, the corrosion characteristic of TMCP steel is very susceptible in 3.5wt.% NaCl solution. Its susceptibility was linearly increased with the solution temperature increase. The corrosion fatigue strength in $25${\circ}$, 3.5wt.% NaCl solution is very lower than that of in air. And also, it was decreased with the frequency decrease in the same environment. It is expected that the developed corrosion fatigue design method for TMCP steel is useful. However, it is necessary to verify its reliability for actual application.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권3호
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• pp.193-204
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• 2017

실제 옥외 대기환경하에서 부식손상된 무도장 가시설 강재 및 도장 강재의 피로강도는 명확하지 않다. 본 연구에서는 약 7년간 지하철 공사현장에서 사용된 가시설 부재와 극심한 해양 부식환경하에서 75년간 사용된 영도대교 강부재로부터 절취한 강재의 피로실험을 실시하였다. 그리고 강재 표면의 부식 생성물을 제거한 후 강재 표면의 3차원형상을 측정하여 최대, 최소 및 평균 잔존두께를 계산하였다. 피로실험결과 및 FEM해석 결과에 근거하여 부식특성과 피로강도와의 상관관계를 검토하였으며, 실제 옥외 환경하에서 부식된 무도장 및 도장 강재의 피로수명 평가식도 제시하였다.

• 기계저널
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• 제29권2호
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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.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.118-126
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• 2000

용접이음재에서는 용착금속, 열영항부 및 모재가 열사이클 및 조직의 변화에 의하여 각종 기계적 성질의 차이가 있으며, 특히 부식환경에서는 이들의 영향이 현저하게 나타나는 경우가 많다. 또 용접이음재의 피로강도는 이음형식, 용접금속 및 열영향부의 특성, 사용환경과 응력의 종류에 따라 변화한다. 따라서 본 연구에서는 현재 선박 및 해양구조물의 건조에 많이 채용되고 있는 TMCP 강재의 $CO_2$ 가스 용접이음재의 열영향부에 대한 대기중 및 부식환경중에서의 회전굽힘피로시험을 실시하여 피로균열의 발생 및 성장거동을 조사 검토하였다. 또한 대기중의 피로강도와 부식환경중의 피로강도를 비교함으로써 부식효과 및 응력집중효과 등을 고려한 용접이음재의 부식환경중에서의 피로강도 평가법 및 피로강도 설계곡선을 검토하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.2465-2471
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• 2012

선박이나 심해저 해양플랜트와 같이 가혹한 해양환경에서 사용되는 강구조물에서 부식피로는 설계수명과 관련하여 해결을 요하는 중요한 문제이다. 본 연구에서는 전기방식중 과도한 전기방식이 부식피로균열 전파거동에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 근래 사용이 확대되고 있는 고장력 TMCP에 대하여 합성해수중 -950mV vs. SCE의 과방식 인가전압 환경에서 부식피로균열 전파시험을 실시하고 da/dN-${\Delta}K$ 선도를 구하였다. 이 선도에서 저 ${\Delta}K$ 영역에서는 해수중 전파속도보다 빠른 균열전파속도를 나타내었으나, 고 ${\Delta}K$영역으로 갈수록 해수중 보다 늦은 균열전파속도를 나타내었다. 부식피로균열 전파속도에 영향을 미치는 인자로서 가속요인과 감속요인으로 나누고 각각 수소기체와 석회질생성물의 역할에 대하여 고찰하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권1호
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• pp.38-44
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• 2003

원자력발전소의 안전성등급 기기에 적용되는 비파괴검사는 실제 결함을 실현한 시험편을 사용하여 결함탐지능력을 검증하도록 하는 기량검증이 요구되고 있다. 가동중인 원전에서 발생 가능한 균열으로는 기계적 피로균열, 열 피로균열 및 입계부식균열 등이 있으나 본 연구에서는 기계적 피로균열을 대상으로 하였다. 인장 피로하중을 사용하여 기계적 피로결함을 제조하기 위해서 시험편을 설계하였고 원하는 피로결함 파면의 조도를 얻기 위해서 인가하중의 크기 및 사이클 수를 조절하여 피로결함을 발생시켰다. 발생된 결함에 대한 정확한 크기와 위치에 대한 물리적 정보를 얻은 후에 결함이 설계된 크기와 위치에 존재하도록 기밀용접을 실시하였다. 기밀용접 후 잔여 용접 흠은 가스 텅스텐 아크용접 및 플럭스 코어드 아크용접으로 채워졌다. 최종 완성된 피로결함 시험편을 방사선투과검사 및 초음파탐상검사를 통하여 검사한 결과, 설계된 길이와 깊이로 피로결함이 형성되었음을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.313-316
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• 2008

철근 콘크리트 구조물의 철근 부식은 구조물의 성능 저하의 주요한 원인 중 하나이다. 철근 부식은 구조물의 수명을 단축시켜 막대한 유지 관리 비용을 요구하게 된다. 또한 이러한 철근의 부식은 주기적인 반복하중을 받는 교량이나 도로와 같은 구조물들의 구조적 성능저하를 가중시키는 요인이 되고 있다. 이러한 이유들로 인해 철근을 대체할 수 있는 FRP 보강근의 사용에 대한 관심이 증가하고 있다. 그러나 국내외적으로 FRP 보강근의 피로시험에 대한 연구는 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내외로 상용화된 FRP(GFRP, CFRP) 보강근의 실제 구조물에 대한 적용가능성을 고찰하기위해 휨 보강시험체의 인장부 보강근으로 사용하여 정적 및 피로 성능을 검증하고자 한다. 본 연구에서 사용된 시험체는 ACI 440.1R-06으로 설계되었으며, CFRP 보강근으로 보강된 시험체(CR)와 GFRP 보강근으로 보강된 시험체(GR)는 과보강 단면으로 설계되었다. 정적 휨 실험을 수행한 결과, CR 시험체와 GR 시험체 모두 콘크리트 보의 상단 압축부가 파괴되는 것을 확인할 수 있었다. 피로 실험시 피로응력수준은 정적 휨 강도의 60%, 70%, 80%로 하여 실험을 수행하였다. 대부분의 시험체가 압축 파괴 양상을 보였지만 CR-60과 CR-70 시험체는 인장부 보강근의 파단으로 인한 파괴를 확인할 수 있었다. 피로 실험결과를 바탕으로 회귀분석을 통해 S-N 상관도를 적용하여 S-N 관계식을 얻을 수 있었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.107-113
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• 2008

최근 생애주기비용 분석이 사회기반 시설물 경제성 평가 분야의 필수적 방법으로 대두됨에 따라 체계적이고 합리적인 방법으로 각 시설물의 생애주기비용을 산정하기 위한 노력이 진행되고 있다. 합리적인 생애주기비용 분석을 위해서는 초기비용 뿐만 아니라 유지관리 비용의 예측이 필요하나 국내에서는 고속철도 구간에 강교량을 가설한지 얼마 되지 않았기 때문에 이에 대한 유지관리 특성 등을 파악하고 있지 못한 실정이다. 이에 본 연구에서는 고속철도 소수주형교의 계측데이터와 Rahgozar 등이 제안한 부식열화를 고려한 피로강도감소계수 및 Miner 손상누적법칙을 이용하여 강교량의 주된 열화의 요인이 되는 부식과 피로의 손상을 고려한 체계신뢰성해석을 실시하였다. 이 체계신뢰성 해석결과를 바탕으로 고속철도 소수주형교의 설계단계 생애주기비용 분석 모델을 제안하였다.

• 대한조선학회지
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• 제30권3호
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• pp.23-27
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• 1993

현재까지 SFCP 해석법은 기초단계에 있으며, 아직도 정립된 방법이 없는 것이 사실이다. 따라서, 이 분야에는 많은 개선을 필요로 하고 있다. 이와 같은 개선은 이론적인 연구뿐만이 아니라, 실험적인 연구가 바탕이 되어야 라며, 동시에SFCP에 영향을 주는 초기균열의 변동성, 하중의 변동성 등을 정확한 모델링 방법에 대한 연구가 병행되어야 한다. 그리고 더 나아가서 실제 구 조물에서 피로파괴에 영향을 주는 중요한 요소인 잔류응력, 부식 등의 고려하는 방법에 관한 연구가 수행 되어져야 할 것이다. 또한, 지금까지의 연구가 주로 구조부재에 하나의 균열이 존 재한다는 가정을 내포하고 있는데, 실구조물에 적용하기 위해서는 여러개의 균열이 동시에 존 재하는 경우에 대한 연구와 균열이 성장하면서 합체(coalescence)하는 경우에 대한 연구도 수행 되어야 한다. 이와 같은 연구가 꾸준히 진행되어 소기의 성과를 거둠으로써, 구조물의 피로파괴 확률을 정확하게 추정할 수 있을 것이며, 이에 따라 합리적인 설계가 가능해질 것이다.