• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.989-992
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• 2011

삼원 촉매는 주로 코제라이트 세라믹으로 제작되는 다공성 부품이다. 그러나 코제라이트 세라믹은 열적충격온도가 낮아 엔진의 혼합기가 농후한 경우 삼원촉매의 열적 내구성이 급격히 떨어져 내구 수명을 제대로 만족시키지 못하는 차량이 급격히 증가하고 있다. 따라서 본 논문은 유한요소법으로 구한 SiC 세라믹 재료의 등가 물성치를 기초로 SiC 세라믹 촉매 담체의 기계적 물성치를 유한요소해석용시험편으로 구한 뒤 SiC 세라믹 촉매담체가 실차에 설치될 경우의 열피로 성능에 대하여 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6D호
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• pp.809-817
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• 2008

이동하중에 의한 아스팔트 포장의 변형률과 피로수명을 예측할 수 있는 유한요소해석 프로그램을 개발하고 그 성능을 현장 및 가속시험의 계측결과로 검증하였다. 본 논문에서는 아스팔트 혼합물의 점탄성 연속체 손상(ViscoElastic Continuum Damage, VECD)모형을 유한요소해석 프로그램인 VECD-FEP++(Finite Element Program in C++)로 구현하는 과정을 다루고 있다. 아스팔트 혼합물의 피로손상은 열역학 이론에 근거한 Schapery의 일 포텐셜 이론(work potential theory)과 일축 단일 변형률 인장 시험으로 정의하고 이를 VECD 모형의 입력변수로 사용하였다. 실제 포장의 동적 변형률을 예측하기 위하여 한국도로공사 시험도로에서 이동하중 시험을 실시하고 그 결과를 비교하였다. 또한 4가지 서로 다른 아스팔트 혼합물(일반밀입도, SBS, Terpolymer, CR-TB)을 사용한 포장가속시험을 실시하고 각각의 피로 특성을 유한요소해석으로 예측하였다. 아스팔트 기층상부와 기층하부에서의 횡방향 변형률은 계측과 수치해석결과가 잘 일치하였다. 반면에, 표층과 중간층에서의 응답은 차량접지하중의 복잡한 영향으로 인하여 이를 반영할 수 없는 현재의 유한요소해석모델의 예측결과와는 다소 차이가 있었다. 포장가속시험결과 SBS 혼합물의 피로저항능력이 가장 우수한 것으로 평가 되었으나 VECD-FEP++에 의한 수명은 이와는 다르게 Terpolymer가 가장 우수한 것으로 예측되었다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2001년도 공동학술대회
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• pp.219-224
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• 2001

본 연구는 울진 원자력발전소 5＆6호기 Class 1680, Parallel Gate 16-inch, Motor Operated Valve (Valve ID No. SI-653 and 654)에 부착되는 Equalizing Bypass Pipe Line (EBPL)이 밸브 시스템에 발생시키는 진동하중에 의한 영향을 동적 피로안정성 관점에서 규명하기 위하여 수행된 것이다. Equalizing Bypass Line Part의 최종 설계된 형상을 Fig. 1에 나타내었다. 본 해석을 위하여 운용 중 발생되는 부착부의 잔류진동 레벨이 3축 방향 가속도로 측정되었다. 본 연구에서는 해당 시변 가속도 데이터를 바탕으로 정확한 시간-응력 이력을 얻기 위하여 시간영역에서 천이 진동해석 (Transient Vibration Analysis)을 수행하였으며, 이를 실제적인 피로해석에 활용하였다. 시간영역에서의 천이 진동해석 및 피로해석을 위해 상용유한요소 해석프로그램인 ANSYS (Version 5.6)를 활용하였다.(중략)

• 구강회복응용과학지
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• 제29권3호
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• pp.209-223
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• 2013

하악 제 1대구치에 티타늄과 지르코니아 소재의 기성 지대주와 맞춤형 지대주를 이용해 지르코니아 크라운으로 수복한 경우를 3차원 유한요소법을 통해 응력 분포를 분석해 보고, 피로 파절 강도 및 파절 형태를 고찰해 보았다. 정상교합자의 CT scan을 재구성한 하악골 모형상에 제 1대구치 임플란트 지지 지르코니아 크라운으로 수복한 6가지 유한요소 모형을 제작하고, 협측 교두 중앙에 수직과 30도 각도로 100 N의 하중을 가하는 조건으로 응력분포를 분석하였다. 현재 임상적으로 사용되고 있는 4가지 지대주를 이용하여, 군당 10개의 시편을 제작하고, ISO 14801에 따라 피로파절 실험을 실시하였다. 지대주나 고정체의 재질에 따른 응력분포의 차이는 없었고 형태에 따른 응력크기의 차이만 보였다. 맞춤형 지대주 군이 전반적으로 낮은 크라운 응력을 나타내었으며, 지대주 일체형 지르코니아 임플란트는 계면 골조직의 응력이 가장 낮게 나타났다. 피로수명의 평균값은 7군이 가장 높았고, 1군, 2군, 3군의 순서로 낮게 나타났으며(P<0.05), 기성 지대주 군은 피로수명의 편차가 적게 나타났다. 구치부의 임플란트 수복 시에는 맞춤형 지대주의 사용이 상부 보철물의 파절저항성 향상에 유리하며, 심미적 요구도가 높은 경우에는 고정체와의 접합부를 티타늄으로 제작한 지르코니아 맞춤형 지대주의 사용을 고려해 볼 만 하다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1185-1191
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• 2010

장기운영된 항공기에는 비행시간의 누적에 따라 다양한 피로균열이 발생하며 이는 운영상 안전성 및 가동률을 저하시키는 요인이 된다. 이의 해결을 위하여 피로임계위치(Fatigue critical location, FCL)에 대한 균열 진전 해석은 매우 중요하다. 그러나 이러한 장기 운영된 항공기의 경우, 균열 진전 해석에 필수적인 FCL에서의 응력 스펙트럼 획득은 거의 불가능한 실정이다. 본 연구에서는 장기운영된 항공기 주익 구조물의 FCL에서의 균열 진전 해석을 수행하기 위하여, 먼저 주익 구조물에 대한 2차원 하드카피 형태의 도면으로부터 구축된 3차원 CAD 모델에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 또한 이러한 유한요소해석 결과 및 제한된 하중배수 자료를 기반으로 FCL에서의 전달함수와 응력 스펙트럼을 산출하였다. 상기 자료를 바탕으로 상용 균열 진전 해석 코드인 NASGRO를 이용하여 FCL에서의 균열진전해석을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권2호
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• pp.175-183
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• 2016

복잡한 기계장치에 대한 내구신뢰성 평가는 단순한 응력해석을 통해 피로수명을 예측하는 것이 일반적인 방법이다. 하지만 기존 방법은 유한요소 해석 시 여러 가지 요인에 의해 일관된 응력해석 결과를 얻기 어려워 해석자에 따라 상이한 수명을 예측하는 단점을 지닌다. 하지만 구조응력을 기반으로 하는 내구신뢰성 평가 기법은 이러한 단점을 보완하여 보다 합리적인 결과를 제공해 준다. 구조응력기법은 유한요소 모델의 요소 수와 요소 형태에 무관하게 일관된 응력결과를 제공하기 때문에 신뢰성이 높은 내구도 평가 결과를 얻을 수 있다. 해석조건 및 환경에 독립적인 결과를 제공해 주는 구조응력은 최근 대형선박 설계 및 각종 기계장치의 피로수명 예측에 종종 활용되고 있어 보다 깊이 있고 체계적인 연구가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 (a) 유한요소모델의 형태에 상관없이 요소에 독립적인 구조응력 산출기법을 제시하고, (b) 이를 이용하여 자동차 클러치 스냅링부의 구조응력 산출하여 피로파괴를 예측하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권3호
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• pp.339-344
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• 2013

보론강을 사용하는 열간성형은 경량화된 자동차 차체부품의 생산을 위해서 최근에 널리 사용되고 있으며, 열간성형 후 약 1,500 MPa 정도의 고강도 특성을 얻을 수 있다. 그러나 열간성형이 현가부품에 사용되기 위해서는 고강도 특성보다 피로특성이 더 중요해진다. 따라서, 본 연구에서는 열간성형에 의해 제작된 자동차 현가부품의 일종인 튜블러 토션빔 액슬의 피로특성에 대하여 연구하였다. 냉각방식에 따른 보론강의 저주기 피로특성에 대하여 연구하였으며, 튜블러 토션빔 액슬의 피로수명을 예측하기 위해서 구조 및 피로해석이 수행되었다. 튜블러 토션빔 액슬의 토션빔 영역에서 응력집중이 발생하였으며, 열간성형에 의한 고강도화가 튜블러 토션빔 액슬의 수명향상에 큰 영향을 미쳤다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.80-89
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• 1996

Fatigue life of a notched shaft was evaluated in order to estimate the durability and integrity of the notched shaft in design stage. Cumulative fatigue dama- ge analysis was performed using local strain approach based on the assumption that the fatigue life of a notched component is approximately same as that of a smooth specimen is subjected to the same strain at the notched component. In this paper, shafts with different notch root radius of 1, 2㎜ resulting in different values of stress concentration factors were tested under||rotating bending fatigue loading condition. Theoretical stress concentration factor for each notch type was calculated using finite element method. Fatigue life prediction program, FALIPS, written in C language was developed using the strain-life curve, and the local strain approach integrating Neuber's rule, cyclic stress-strain, and hysteresis loop equations. The fatigue life evaluated using the fatigue notch factor obtained from the experimentally determined fatigue strength showed very large scattering with nonconservatism, but the fatigue notch factors derived from the stress concentration factors and Peterson's equation reduced the considerablely accurate fatigue life evaluation within a factor of three.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권3호
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• pp.567-580
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• 2000

This paper proposes an integrated approach, which is independent of specimen geometry and loading type, for predicting the fatigue life of spot welded specimens. We first establish finite element models reflecting the actual specimen behaviors observed on the experimental load-deflection curves of 4 types of single spot welded specimens. Using finite element models elaborately established, we then evaluate fracture parameter J-integral to describe the effects of specimen geometry and loading type on the fatigue life in a comprehensive manner. It is confirmed, however, that J-integral concept alone is insufficient to clearly explain the generalized relationship between load and fatigue life of spot welded specimens. On this ground, we introduce another effective parameter $J_e$ composed of $J_I$, $J_{II}$, $J_{III}$, which has been demonstrated here to more sharply define the relationship between load and fatigue life of 4 types of spot welded specimens. The crack surface displacement method is adopted for decomposition of J, and the mechanism of the mixed mode fracture is also discussed in detail as a motivation of using $J_e$.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.56-62
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• 2005

The fatigue analysis and lifetime evaluation are very important in design procedure to assure the safety and reliability of the rubber components. Fatigue lifetime prediction methodology of the rubber component was proposed by incorporating the finite element analysis and fatigue damage parameter from fatigue test. Finite element analysis of 3D dumbbell specimen and rubber component were performed based on a hyper-elastic material model determined from material test. The Green-Lagrange strain at the critical location determined from the FEM was used for evaluating the fatigue damaged parameter of the natural rubber. Fatigue life of the rubber component are predicted by using the fatigue damage parameter at the critical location. Predicted fatigue lifes of the rubber component agreed fairly well the experimental fatigue lives.