• 대한기계학회논문집A
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• 제41권6호
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• pp.567-573
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• 2017

자동차 부품 중 드라이브 샤프트는 엔진에서 발생하는 토크를 바퀴에 전달하는 동력 전달장치의 핵심 부품이다. 엔진에서 입력되는 비틀림 하중과 주행 중 발생하는 실동하중에 의한 부품의 파손을 방지하기 위해, 고주파 열처리로 강도 및 피로수명이 개선되고 있다. 본 연구에서는 고주파 열처리에 따른 드라이브 샤프트의 피로수명을 정량적으로 평가할 수 있는 피로수명 평가기법을 구축하였다. 드라이브 샤프트의 소재인 SAE10B38M2 강재로 모재 및 경화깊이가 서로 다른 고주파 열처리 시편 두 종을 제작하여 비틀림 하중 하에서의 전단 변형률 제어 피로시험을 진행하였고, 변형률-수명 피로수명 평가에 필요한 피로 물성값을 구하였다. 얻어진 피로 물성값을 이용하여 드라이브 샤프트의 변형률 기반 피로해석을 진행하였으며, 얻어진 피로수명 결과를 시제품 피로시험 결과와 비교하여 해석기법의 타당성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권7호
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• pp.564-573
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• 2012

새롭게 제안된 공력 설계 절차와 In-house 프로그램을 이용하여 1 MW급 수평축풍력 터빈 블레이드의 형상을 결정하였고, 기존에 개발된 블레이드의 실험 결과와 본 연구에서 제안한 블레이드와의 비교를 통하여 공력 설계에 대한 타당성을 제시하였다. 블레이드의 구조 설계는 Netting Rule과 Rule of Mixture를 적용하여 설계를 진행하였다. 설계된 블레이드의 구조적 안전성은 상업적 유한요소프로그램인 MSC.NASTRAN을 사용하여 다양한 하중에 따라 선형 정적해석, 변형해석, 좌굴해석, 진동모드해석 등을 수행하였다. 최종적으로 Spera가 제시한 실험식을 적용하여 요구된 피로수명에 대해 타당성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권5호
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• pp.400-407
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• 2011

전해질 막의 응력 및 변화폭의 분포는 고분자 전해질 연료전지 (PEMFC, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)의 피로수명의 중요한 인자이다. 본 논문에서는 연료전지 운전조건의 hygro-thermal 조건에 의해 전해질 막에 발생하는 기계적 응력 해석을 모델링 하였다. 기체확산층과 전해질 막 사이의 접촉해석이 여러 가지 온도, 습도 조건에 대하여 수행되었다. 구조 모델은 온도와 상대습도에 의존하는 비선형 재료물성을 적용하였다. 몇 가지 기하학적 조건들이 모델에 적용되었다. 구조해석 결과는 전해질 막의 변형이 체결조건에 크게 의존함을 보여주었다. 실험 데이터와의 비교를 통해 운전 조건에 대하여 피로수명 예측이 수행되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권7호
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• pp.561-568
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• 2013

7,000lb 급 헬리콥터를 위한 무베어링 로터 허브 시스템을 설계한 후, 무베어링 로터 허브 시스템의 주요 구성품 중 하나인 유연보에 대해 요구수명 8,000시간을 만족하는지 확인하기 위한 피로해석을 수행하였다. 2차원 탄성 보 모델에 대한 단면 구조해석 방법을 적용하였으며, 정적구조해석을 통해 피로손상에 취약할 것으로 예상되는 두 단면에 대한 피로해석을 수행하였다. 구조해석을 위해 VABS를 사용하여 유연보 단면 형상에 대한 인장, 굽힘 및 뒤틀림 강성을 계산하였고, wohler equation을 적용하여 유연보를 구성하는 두 가지 복합재 소재에 대한 S-N 곡선을 생성하였다. CAMRAD II를 통해 무베어링 로터 시스템의 하중해석을 수행하였으며, 하중해석 결과를 HELIX/FELIX 표준하중 스펙트럼에 적용하여 무베어링 로터 시스템의 하중 스펙트럼을 생성한 후, 이를 통해 피로해석을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권10호
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• pp.1339-1344
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• 2010

모달중첩법은 구조물의 진동특성을 고려하여 내구수명을 평가할 수 있는 내구해석 기법이다. 본 논문에서는 모달중첩법과 유사하면서도 다물체 동역학 해석시 모달좌표를 직접 계산하여 전체적인 해석시간을 줄일 수 있는 모달응력 회복법을 이용한 내구해석 기법의 타당성에 대하여 검토하였다. 이를 위해 자동차 부품 중 대표적으로 동특성을 고려해야 하는 토션빔 액슬에 대하여 모달응력 회복법을 이용한 내구해석 및 시험을 실시하였다. 해석결과는 시험결과와 취약위치, 내구수명 등이 양호한 일치 결과를 나타내었다. 따라서 모달응력 회복법을 이용한 내구해석 기법은 다양한 구조물의 동특성을 반영한 내구수명 평가에 적용될 수 있을 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.883-891
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• 2002

염해 환경에 노출된 철근 콘크리트 구조물의 내구수명 산정은 일반적으로 철근의 위치까지 염소이온이 확산하여 임계농도에 도달하는데 걸리는 시간으로 추정해 오고 있다. 염소이온의 확산해석 방법은 많은 연구들이 콘크리트만을 고려한 염소이온 확산해석을 수행하여 염소이온의 분포를 예측하곤 철근 깊이에서의 염소이온 농도가 임계농도에 도달하는 시간을 내구수명 예측에 사용하는 방법을 제시하고 있다. 콘크리트에서의 염소이온의 확산 해석에서 콘크리트 내의 철근을 고려하지 않은 염소이온 확산해석은 실제 철근의 염소이온 확산 계수가 거의 '0'인 점을 고려하면 실제 염소이온의 확산 거동을 제대로 반영하지 못한 것이다. 따라서, 본 연구는 철근의 영향을 고려한 염소이온 확산 해석을 통하여 철근이 염소이온 확산 거동에 미치는 영향을 규명하고 합리적인 철근 부식 시작 시간을 예측하고자 하였다. 이를 위하여 본 연구에서는, 또한 시멘트 성분과 배합 특성에 영향을 받는 염소이온의 구속효과를 고려하여 확산해석을 수행하였으며, 염소이온 확산 해석의 주요 변수는 실제 구조물에서 염소이온의 확산해석에 영향을 미칠 것으로 예상되는 철근의 직경, 철근 덮개 크기, 시멘트 종류 그리고 배합 등의 다양한 변수를 고려하였으며 철근을 고려하지 않은 경우와 비교 분석하였다.

• Composites Research
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• 제17권4호
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• pp.68-73
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• 2004

본 논문에서는 한 쪽 면만 복합재 패치로 보강한 알루미늄 균열평판의 피로균열 진전거동을 해석적인 방법으로 고찰하였다. 한쪽 면 보강 시, 균열선단은 비대칭성과 면 외 굽힘의 효과로 인하여 초기의 직선형태에서 경사곡선형태로 진전한다는 사실을 이전의 연구견과에서 확인할 수 있다. 따라서 정확한 피로거동을 고찰하기 위하여는 이와 같은 균열선단의 변화과정을 예측하고, 이론 해석에 반영하는 것이 필수적이라 하겠다. 본 연구에서는 균열선단 전개형상을 고려한 한쪽 면 보강시의 피로해석을 수행하기 위하여 선형탄성 파괴역학개념을 적용한 3차원 순차적 유한요소 해석기법을 적용하였는데, 이를 통하여 진전하는 균열선단 형상을 단계적, 반복적으로 추적하고 해석모델에 반영하였다. 이와 같은 해석기법을 적용함으로써 패치보강 평판의 피로수명은 물론 균열선단 진전과정도 정확히 예측할 수 있었다. 해석으로 얻어진 균열선단 진전거동 및 피로수명은 상응하는 실험결과와 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.193-194
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• 2010

콘크리트 표면도장을 고려한 염소이온 침투해석 프로그램을 개발하고, 이를 사용하여 내구수명 연장 효과를 분석하였다. 해석결과에 의하면 표면도장은 가능한 초기에 실시하는 것이 효과적이었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.74-82
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• 1998

해양구조물의 피로에 대해 확률론적으로 안전성을 평가하는 기법을 개발하기 위하여, 피로해석 과정에서 유입되는 불확실한 요소들을 검토하여 이들의 확률분포를 현재까지의 자료를 이용하여 최선으로 추정하였으며, 피로해석기법으로는 Simplified Method를 이용하여 피로신뢰성해석 모델을 개발하였다. 또한 실제의 자켓형 해양구조물을 대상으로 피로신뢰성 해석을 수행하였으며, 각 불확실성 요소가 피로수명에 미치는 영향을 파악하여 각 요소들의 상대적 중요성을 검토하였다.

• 전산구조공학
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• 제10권3호
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• pp.7-14
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• 1997

본 고에서는 설계자가 초기 설계시 적용할 수 있는 간이피로해석방법에 대하여 기술하였으며, 특히 선체의 각 구조상세에 대하여 산정된 응력집중계수를 이용하여 피로수명을 쉽게 평가할 수 있는 집중응력방법을 정립하였다. 이 집중응력방법을 사용하면 모든 구조상세에 대하여 한개의 S-N 선도를 적용하게 되므로 일관성 있는 피로상도해석을 수행할 수 있다. 또한 피로수명에 큰 영향을 미치는 파랑하중은 설계조건에 주어진 선급규칙에 따라 계산되어진다. 선체구조의 피로강도평가 기술은 계측, 실험, 해석 및 경험을 포함하는 광범위하고 포괄적이면서 정밀함을 요구하는 종합기술이지만 여기에는 많은 불확실성이 내포되어 있다. 따라서 이를 구명하고 모든 선체구조에 적용할 수 있는 신뢰성 있는 피로강도 평가기술을 개발하기 위하여는 실선계측을 통한 피로하중규명 선체구조에 적용할 수 있는 피로강도 Data base개발, 균열진전해석 등 많은 과제에 대한 집중적인 연구가 계속 수행되어야 한다.