• 전산구조공학
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• 제8권2호
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• pp.95-102
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• 1995

해양구조물의 피로파괴 형태는 매우 다양하며 설계단계에서 구조요소의 피로수명 예측은 중요하다. 각가지 피로해석 방법에 대해서 연구가 활발히 진행되었으며 접근방법에 대한 논의도 활발한 연구와 함께 진행되었다. 본 논문에서는 피로해석 방법중 스펙트랄 방법과 그 구성요소에 대해서 연구되었으며 간략화된 피로해석 방법이 제시되었고 그 특성이 비교 검토되었다. 두가지 피로해석 방법의 장단점이 조사되었고 관련된 인자인 응력집중계수, 응력폭-수명 관계 곡선 또한 연구되었다. 전형적인 반 잠수식시추선의 브레이싱 부재의 피로수명 예측을 위하여 간략화된 피로해석 방법과 스펙트랄 피로해석 방법이 작용되었으며 이를 통하여 두 방법의 유용성이 확인되었다. 또한 간략화된 피로해석 방법을 이용한 민감도 해석이 수행되었다. 본 논문에서 수행된 피로해석 결과는 스펙트랄 피로해석 방법이 보다 현실적인 피로수명 예측을 할 수 있는 방법이라는 사실을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권11호
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• pp.1705-1713
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• 2010

피로시험의 결과가 큰 편차를 보이는 하이브리드 복합재 조인트부에 대해서 통계적 피로수명 평가법을 이용하여 신뢰도 높은 피로수명을 추정하고자 한다. 저상버스 차체에 사용되는 하이브리드 복합재 조인트부를 절취하여 시험대상으로 하였으며, 이 조인트 시편으로 외팔보형 피로굽힘시험을 수행하였다. 피로시험 데이터를 정규분포, 대수정규분포, 와이블 분포를 이용하여 근접시킨 피로수명 곡선들과 각각 비교함으로써 하이브리드 복합재 조인트부의 내구수명 추정에 가장 적합한 확률분포를 선정하였다. 선정된 와이블 확률분포를 이용해 확률-응력-수명(P-S-N) 곡선을 구함으로써 하이브리드 복합재 조인트부에 대한 통계적 수명예측 평가절차와 신뢰성설계의 기초자료를 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권3호
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• pp.365-372
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• 2013

한정된 수량의 시험편만으로 자동차용 머플러의 신뢰도 높은 내구수명데이터를 얻기 위하여 통계적 피로수명 평가법을 이용하였다. 시험품은 실제 차량에 적용되는 것과 동일하게 제작하였고, 하중제어 반복굽힘 피로시험을 수행하였다. 피로시험을 통해 얻은 데이터를 정규분포, 대수정규분포, 와이블분포로 적용하여 각각의 곡선들을 비교하였으며 와이블분포의 경우 최우추정법, 최소제곱법, 가중치를 적용한 최소제곱법을 이용하여 모수를 각각 추정하였다. 각각의 확률분포에 대해 적합도 검정을 수행하였으며 최종적으로 최소제곱법을 이용한 와이블분포가 선정되었다. 선정된 와이블분포로 피로특성을 반영한 확률-모멘트-수명 곡선(P-M-N Curve)을 제시함으로서 자동차용 머플러의 신뢰성 설계를 위한 기초자료로써 활용이 가능하도록 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.31-41
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• 1988

최근들어 에너지의 개발을 위한 노력으로 해양구조물(海洋構造物)의 건설(建設)이 증가되고 있다. 이러한 해양구조물(海洋構造物)은 파랑(波浪)의 반복적(反復的)임 작용으로 피로하중(疲勞荷重)에 대한 고려가 필요하게 된다. 본(本) 논문(論文)에서는 콘크리트 해양구조물(海洋構造物)의 합리적(合理的)인 피로해석방법을 정립하기 위한 연구(硏究)를 수행하였다. 본(本) 논문(論文)에서 연구된 피로해석방법은 스펙트럼해석방법으로서, 우선 파력(波力)을 계산하고, 단위파랑(單位波浪)에 대한 전달함수를 계산하며 이로부터 응력스펙트럼을 계산하여 콘크리트의 피로거동에 근거한 피로손상을 계산한다. 또한, 본 논문에서는 피로손상계산시 요구되는 첨두응력분포 곡선하의 면적에 대한 직접 적분을 수행하지 않고, 첨두응력 분포곡선의 각 확률모멘트를 이용하여 피로손상을 계산할 수 있는 단순해석모델을 유도하여 제안하였다. 본(本) 논문(論文)은 콘크리트 해양구조물의 피로설계(疲勞設計) 위한 실제적인 피로해석방법을 제시하고 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.721-728
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• 2017

보통회주철(GC300)에 Cr, Mo, Cu 첨가제를 넣어 고급 회주철(HCI350)을 제작하고, 미세 조직과 기계적 물성치, 피로강도의 변화를 연구하였다. 주철을 환봉형과 평판형 주물로 제작하였으며, 이들을 절단 및 연마하여 나이탈 수용액으로 에칭한 후 미세조직의 면적비율을 측정하였다. 첨가물에 의해 편상 흑연결정(flake graphite)의 크기가 감소하고 고밀 펄라이트 함량이 증가하여 인장강도, 피로강도의 향상이 확인되었다. 피로시험 결과 획득한 피로수명 데이터를 바탕으로 최우추정법이 적용된 2모수 와이블 분포를 이용하여 확률-응력-수명 곡선을 산출하였다. 확률-응력-수명곡선 산출 결과 HCI350은 GC300에 비해 피로강도는 크게 개선되었고 수명데이터의 분산성은 낮아졌으나, 피로응력완화에 따른 피로수명의 증가가 크게 나타났다. 산출된 확률-응력-수명 곡선을 이용하여 요구수명 사이클 수에 대한 허용응력 값을 정량적으로 제시함으로써 신뢰성 수명설계에 위한 기초자료를 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.113-120
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• 2002

프리캐스트 바닥판 합성형 교량의 전단연결부는 전단포켓과 베딩층이 존재하여 현장타설 강합성 교량과는 다른 구조적 특징을 갖고 있다. 따라서 프리캐스트 바닥판의 전단연결재 설계의 기초를 수립하기 위해서는 실험을 통한 연구가 수행되어야 한다. 프리캐스트 바닥판 합성형 교량의 전단연결재의 피로수명을 평가하기 위하여 베딩층의 두께를 변수로 한 전단연결재의 push-out 피로 시험을 수행하였다. push-out 피로 시험의 수행 결과, 전단연결재의 파괴모드를 확인하였고, 이를 통해 프리캐스트 바닥판 합성형 교량의 전단연결재의 피로수명 곡선식을 유도하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권11호
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• pp.979-986
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• 2016

등속조인트의 일종인 트리포드 축은 동력전달용으로 고속열차의 KTX와 KTX-산천에 모두 적용되고 있으며, 동력대차에서 모터 감속장치(MRU)와 차축 감속장치(ARU)를 연결해 고속회전동력을 전달하는 핵심 요소이다. 축 방향의 미끄럼 운동이 가능한 트리포드 축은 열차 구동을 위한 토크를 전달하며, 동력전달 시스템에 과토크 발생 시 축의 퓨즈부가 절단되어 동력을 차단한다. 본 연구에서는 리니어 액추에이터를 이용한 대용량 비틀림 시험장치의 개발과 이를 이용한 트리포드 축의 정적 비틀림 강도와 피로수명을 확인하고자 하였다. 또한 구조해석을 통해 축의 취약부를 파악하고 비틀림 피로해석 결과와 실제 피로시험의 결과를 비교분석하여 비틀림 성능 개선을 위한 설계안을 제시하고자 하였다. 한편 트리포드 축의 피로에 따른 열화를 파악하기 위해 히스테리시스 곡선을 이용하였으며, 히스테리시스 곡선의 기울기 변화를 통해 피로고장 시점을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권1호
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• pp.49-60
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• 2017

부유식 구조물의 계류선의 설계는 강도뿐만 아니라 피로수명 측면에서도 검토가 반드시 요구된다. 일반적으로 계류선의 피로 설계에는 동적 응력을 야기하는 하중이 지배적인 영향을 미치게 된다. 즉, 파랑이 주요 설계 하중으로 고려가 된다. 본 연구에서는 불규칙 파랑에 대한 해중 터널 계류선의 피로 손상 특성에 대해 분석한다. 시간 이력 유체-구조 동역학 해석을 통해 특정 환경 하중에 대한 해중터널의 동적 운동 및 계류선에 발생하는 장력과 응력을 계산하고, Rainflow 집계법 및 Palmgren-Miner의 법칙 그리고 DNV 기준에서 제시하는 해양구조물 설계를 위한 S-N 곡선을 고려하여 단기 피로 손상을 추정한다. 해중 터널의 계류 형식과 유사한 계류 형식을 갖는 인장각 플랫폼의 텐던 설계를 참고하여 100년 재현 주기 파랑이 48시간 지속되는 조건을 가정하여 이 환경 하중에 의한 피로 손상도를 추정한다. 본 해석 절차를 따르며, 함체의 흘수와 계류선의 간격 및 초기 기울임 각도가 피로 손상도에 미치는 영향을 분석한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1A호
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• pp.71-80
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• 2010

교량 바닥판은 차량하중 및 환경 등의 영향을 직접 받는 부재여서 열화손상에 취약하므로 이에 대한 적절한 보수 및 보강이 필요하다. 그러므로 교량 바닥판의 유지관리를 최소화하고 교량의 설계수명까지의 공용을 위해서는 현재의 바닥판 성능을 개선한 고강도, 고내구성의 바닥판 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 기존의 철근콘크리트 바닥판의 문제점을 보완하여 새롭게 개발된 강-콘크리트 합성바닥판의 피로성능을 평가하기 위하여 정적실험을 실시하고, 이를 토대로 피로하중을 선정하고 일정진폭 반복하중 하에서 피로실험을 실시하였다. 이로부터 합성바닥판의 주요 구조상세의 S-N 곡선을 작성하고, 이를 피로설계기준과 비교, 평가하여 피로거동 특성을 규명하고 피로설계지침을 제시하였다. 그 결과 본 연구에서 제안된 합성바닥판의 각 구조상세인 절곡강판 상부플랜지 및 절곡강판 중간부, 전단연결재 및 절곡강판 하부플랜지는 모두 충분한 피로강도를 확보하고 있는 것을 알 수 있었다.

• 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.