• 한국철도학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.577-582
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• 2010

고속철도 운행에 따라 레일표면결함에 대한 관리의 중요성이 점점 더 증대되고 있다. 차량의 고속주행시 레일표면결함은 레일의 피로수명 단축 및 궤도의 열화 촉진, 승차감 저하를 유발하기 때문이다. 현재 경부고속철도에서는 레일의 효율적 유지보수를 위하여 레일연마를 수행하고 있다. 본 논문에서는 레일연마에 따른 레일의 피로수명을 예측하였다. 이를 위해서 연마 후 KTX 운행시 레일 저부의 휨응력을 계측하였으며, Rain-flow counting 기법을 적용하여 빈도해석을 실시하여 RCM에 의해 등가응력범위를 산정하였다. 선형누적피로피해를 이용한 피로수명 평가방법은 수정 Miner 법칙에 기초하였다. 해석결과 연마에 따른 레일의 피로수명이 15% 증가되는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.790-805
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• 1988

본 연구에서는 유리섬유 강화 에폭시 복합재료의 파괴 강도와 피로 수명을 정 규분포, 로그 정규 분포와 2모수 및 3모수 Weibull 분포 함수의 기대값으로 살펴 보았 다. 2연속 응력 피로 실험 [작은 응력에서 큰 응력으로의 실험(low-high test), 큰 응력에서 작은 응력으로의 실험(high-low test)]의 결과도 분포 함수들을 사용하여 분 석하였다. 비통계학적 누적 손상 법칙들(non-statistical cumulative damage rules) 을 2연속 응력 피로 수명 분산 예측에 이용하기 위해서 동등 순위 가정(equal rank assumption)을 확장하여 수정하였다. 수정한 누적 손상 모형은 Miner의 법칙, Brou- tman과 Sahu의 손상모형 및 Hashin과 Rotem의 모형 등이다.

• Elastomers and Composites
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• 제42권4호
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• pp.209-216
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• 2007

가변진폭 하중에서 고무부품의 피로수명 예측방법에 대하여 연구하였다. 서로 다른 변위에서 변위제어 피로시험을 수행하였으며 피로손상변수로 최대 Green-Lagrange 변형률을 선정하였다. Green-Lagrange 변형률에 의한 고무의 피로수명 곡선은 3차원 덤벨시편의 비선형 유한요소법을 이용하여 결정하였다. 피로수명 예측을 위하여 가변진폭 하중이력으로 SAE의 하중이력을 이용하였다. 레이스트랙법과 단순화된 레인플로집계법을 이용하여 하중이력신호를 축약하였다. 누적손상피로를 계산하는 방법으로 수정Miner 법칙을 이용하였으며, 최종적으로 하중이력신호에서 최대 진폭의 30% 이하를 노이즈로 간주하여 예측하였을 경우의 피로수명은 실제 가변진폭 하중 하에서의 피로시험결과와 비교적 잘 일치하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.114-119
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• 2004

Endbeam is an important structural member of freight bogie for the support of service loading. In general, more than 25 years' durability is necessary. However, endbeam occur fatigue fracture in dynamic stress concentration location because comparatively strength and stiffness are low. Therefore, structure analysis is performed to evaluate structural problem of endbeam and local strain range as durability analysis. The number of cycles is extracted concerning the bogie in operation by measurement dynamic stress time history on critical part which is crack initiation in actual fact. At this time rainflow cycle counting is used to consider change of stress for operating condition. Based on the fatigue life curves and the stress analysis, the fatigue life of the endbeam is predicted and compared with the experimentally determined fatigue life, resulting in a fairly good correlation.

• 콘크리트학회지
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• 제3권3호
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• pp.111-119
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• 1991

작금에 사용되고 있는 RC 구조물의 대개의 내진설계기법은 지진시 RC 구조물에 발생되는 손상의 분포상태를 고려치 않고 있다. 본 논문은 철근 콘크리트 구조물의 새로운 내진설계법 즉 Miner's 법칙을 수정한 지진 발생시의 흡수에너지(Dissipated Energy)를 변수로 하는 손상모델(3)를 사용하여 RC 프레임의 각각의 Node에서의 손상정도를 수치적으로 나타내고 이들 손상값의 크기가 전 부재에 고르게 분포토록 하기 위하여 각 부재의 주철근량을 설계변수로 채택한 설계기법을 소개하였다. 사용된 이력모델 및 손상모델의 정확성을 평가하기 위하여 해석적인 하중-변형곡선을 재생하여 실험곡선과 비교분석하였으며 제안된 내진설계법의 유용성은 3-bay 4-story 프레임 모델을 사용하여 입증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.821-831
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• 2013

최근 연구결과 레일연마 및 장대레일화를 통해 누적통과톤수에 의한 레일교체기준의 연장이 가능한 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 장기 사용레일에 대한 실내피로시험을 수행하였고, 파괴확률 50%에서의 장기 사용레일의 잔존수명을 표현한 S-N 선도는 적은 실험데이터에 대한 가중치 확률 해석기법을 사용하여 도출하였다. 여기서 피로시험에 사용된 레일들이 누적통과톤수가 서로 다르기 때문에 누적통과톤수를 평균하여 반복횟수를 수정하였다. 또한, 레일표면요철 및 열차속도를 고려한 레일 저부 휨응력은 기존 연구결과 도출된 레일휨응력 예측식을 사용하여 장기 사용레일의 잔존수명을 평가하였다. 따라서 본 연구를 통해 도시철도에서 레일연마를 통한 레일관리가 이루어진다면 누적통과톤수에 의한 레일교체기준(약 8억톤)보다 약 2억톤이상 연장 사용이 가능하며, 피로한도 이하의 응력범위에 대한 피로시험결과를 바탕으로 레일의 피로수명을 평가하기 위해서는 수정마이너법칙보다는 피로한도 이상에서의 S-N선도 기울기의 1/2인 하이바크법칙을 적용하는 것이 합리적이라 판단되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3176-3183
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• 2010

본 논문은 다축 하중을 받는 복합재 압력용기의 멀티 스케일 피로수명 예측 방법을 제시하였다. 멀티 스케일 접근법은 복합재료의 기본 구성재료인 섬유, 기지 및 섬유/기지 경계면의 거동으로부터 복합재 플라이, 적층판 및 구조물의 전체 거동을 예측한다. 멀티 스케일 피로수명은 거시적 응력 해석과 미시적 피로파손 해석을 통해 예측된다. 유한요소법을 이용하여 복합재 압력용기의 적층판에 가해지는 다축 피로하중을 구하며, 고전적층판이론을 이용하여 적층판의 플라이 응력을 계산하였다. 미소역학 모델을 이용하여 플라이 응력으로부터 각각 섬유, 기지 및 섬유/기지 경계면에 발생되는 응력을 계산하였다. 복합재 구성재료의 피로수명은 섬유에 대해서는 최대응력법을, 기지에 대해서는 등가응력법을, 섬유/기지 경계면에 대해서는 임계평면법을 사용하였다. 평균응력을 고려하기 위하여 수정된 Goodman 식을 적용하였다. 모든 피로하중에 의한 손상은 Miner 법칙을 이용하여 선형 누적이 되고, 이를 통해 최종 피로파손을 판단한다. 섬유와 기지의 물성값, 섬유체적비 및 와인딩 각도의 확률분포에 따른 복합재 압력용기의 피로수명 영향을 분석하기 위해 몬테카르로 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.1-9
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• 2005

An end beam is one of the most important structural members supporting uncovered freight under in-service loading. In general, it needs to endure over 25 years. However fatigue fracture has occurred at dynamic stress concentration location of the end beam because user's specifications demanded high speed and vehicle manufacturer made the uncovered freight car with comparatively low strength and stiffness. For durability analysis, finite element analysis is performed to evaluate the problem of uncovered freight structure and local strain. The uncovered freight car was operated on actual problematic railroad line to measure dynamic stress versus time history on the critical part from which a crack is initiated often. Rainflow cycle counting method was used to estimate fatigue damage at dangerous area under operating condition. Therefore, this study shows that analytical fatigue life at the end beam can be predicted on the basis of S-N curve and structure analysis and has a fairly good correlation with experimental fatigue life.