• 대한기계학회논문집A
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• 제41권9호
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• pp.845-851
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• 2017

외경에 홈이 존재하는 자긴가공된 압력용기의 피로 파손은 외경 홈에서의 피로균열 발생과 전파에 의해 발생한다. 자긴가공된 압력용기의 피로수명을 예측하기 위하여 유한요소법을 이용하여 자긴가공에 의한 잔류응력해석을 수행하였으며, 피로시험을 통하여 재료의 피로특성을 구하였다. 압력용기의 수명은 압력용기 외경 홈 모서리에서 응력 및 변형률 집중에 의한 피로균열의 생성수명과 전파수명의 합으로 총 수명이 계산되었다. 본 연구에서 80 % 자긴도의 압력용기가 424 MPa의 반복적인 내압을 받을 때 압력용기의 수명은 2,598 사이클로 예측되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권8호
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• pp.627-638
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• 2017

항공기에 탑재된 레이더 장비는 무작위진동 환경에 장기간 노출되어, 설계 시 피로수명 예측이 중요한 요소로 고려된다. 피로수명을 예측하는 방법 중 주파수영역 피로해석 방법이 지속적으로 제안되고 있다. 본 논문은 많이 사용되는 4가지의 주파수영역 피로해석 방법을 선정하여, 시편 피로시험 결과와 비교하였다. Strain gage를 이용한 시편 피로시험을 통해 시간영역 피로해석과 주파수영역 피로해석 방법을 비교한 결과, Dirlik과 Benasciutti-Tovo방법이 주파수영역 피로해석법 중 시간영역 피로해석법과 잘 일치하였다. 시편 피로시험 결과를 토대로 Dirlik과 Benasciutti-Tovo방법과 유한요소모델을 이용하여 항공기 탑재 장비의 피로해석을 수행하였으며, 요구수명이 만족함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1669-1674
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• 2012

일반적인 고무 부품의 해석적 피로 수명 예측은 다양한 피로시험 결과를 바탕으로 정의되는 피로 수명식이 사용된다. 그러나, 이와 같은 방식은 피로 시험에 사용되는 비용적, 시간적인 문제로 인해 설계과정에서 매우 제한적으로 사용된다. 더욱이, 고무재료의 비규격화 및 임의적인 특성변화가 피로시험 결과의 데이터베이스화를 어렵게 만든다. 본 논문에서는 찢김에너지를 이용한 또다른 피로수명 예측 방식을 제안하였다. 자동차용 방진고무들에 대한 동적, 정적 찢김시험 및 복잡한 형상을 갖는 고무 부품의 찢김에너지를 계산하기 위하여 가상 결함을 고려한 유한요소 정식화를 수행하였다. 제안된 방법을 사용하여, 자동차용 모터 마운트의 피로 수명을 예측해 보았고, 실제 수명과 예측된 수명을 비교하여 신뢰성을 검증해 보았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권11호
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• pp.1021-1033
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• 2017

본 연구에서는 매설가스배관의 강 슬리브 보수 용접부에 대한 피로수명에 미치는 보수 용접 공정 변수별 영향을 고찰하여 최적 공정을 수립하였다. 상용 유한요소 해석프로그램인 ABAQUS를 이용한 연계 연성 온도-응력 해석을 통해 강 슬리브 보수용접 시 보수용접부에 발생하는 용접 잔류응력을 도출하였다. 또한, 유한요소 선형탄성 응력해석을 통해 운전응력 변이도 도출하였다. 도출된 용접 잔류응력과 운전응력 변이를 입력값으로써 구조응력/파괴역학 접근법에 대입하여 강 슬리브 보수용접부의 피로수명을 평가하였다. 다양한 보수용접 공정 변수에 대한 유한요소해석과 피로평가를 수행하여 공정변수별 피로수명에 미치는 영향을 고찰하였다. 최종적으로는 고찰한 피로수명에 미치는 공정변수별 영항 결과를 토대로 공정 및 경제적 비용을 최소화하고 피로수명을 적절히 향상시킬 수 있는 최적 방안을 도출하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.943-949
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• 1995

원자력 발전소의 설비중 가압기 밀림관 노즐의 피로 잔존 수명에 대해 연구하였다. 원자력발전소 운전중 발생하는 각종 천이상태에 의해 밀림관 노즐에 작용하는 열응력과 역학적 응력을 상용 유한요소법 펙케지를 이용하여 계산하였다. 계산된 응력값들과 ASME Boiler and Pressure Vessel Code를 이용하여 가압기 밀림관 노즐의 피로 잔존 수명을 평가하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.47-52
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• 1999

피로시험은 구조설계에 있어서 필수적인 과정으로서, 구조물의 요구수명 만족여부를 판단하기 위해 수행된다. 본 연구에서는 750㎾급 수평축 풍력발전 시스템용 복합재 회전날개가 요구수명 20년이상 안전하게 운용되어질 수 있는지에 대한 검토를 수행하였다. tan Bond의 실험식과 S-N선형 손상 방법을 사용하여 요구 피로강도를 계산하였으며, 설계된 복합재 회전날개의 유한요소 해석 결과와 비교하기 위해 측정하중 스펙트럼과 Spera의 피로하중 실험식을 이용하여 회전날개에 적용시킬 피로하중을 계산하였다. 계산된 피로하중에 대한 유한요소 해석을 수행하여 검토한 결과, fan Bond의 실험식을 이용하여 예측한 최대 요구 피로강도보다 낮은 범위에 있음을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제3권2호
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• pp.87-100
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• 1989

해양구조물의 원통형 조인트에 대한 파괴역학적 피로수명 산출방법이 개발되었다. 개발된 방법을 이용해서 2평면 K형 조인트에 대한 피로수명을 구체적인 파괴역학적 방법으로 산출 하였다. 이 분석을 위해 용접부위 표면균열의 응력확대 계수를 3차원 유한요소법에 의해 계산하였다. 계산된 결과에 의하면 용접부위 표면균열 첨단은 단순한 Mode I형태를 보이지 않고 Mode I, II, III이 복합된 형태임이 입증되었다. 계산된 응력확대 계수를 사용해서 16개의 용접부위균열 성장형태를 일반적인 피로균열 성장법칙을 적용해서 계산하였고, 균열성장의 안정분석을 통해 각 균열의 최종 파괴상태를 파괴해석도면(failure assessment diagram)법을 이용해서 계산하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권12호
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• pp.1107-1114
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• 2011

본 논문에서는 레이저 피닝(Laser peening) 구조물에 대한 피로 수명을 예측하였다. 레이저 피닝에 의해 생성된 압축잔류응력(Compressive residual stress)을 계산하기 위해서 유한 요소 시뮬레이션(Finite element simulation)을 수행하였고, 피로 수명 예측 시에 압축잔류응력 효과를 고려하기 위해서 수정된 Goodman 식을 사용하였다. 또한, S-N 선도 모델 불확실성(Model uncertainty)을 고려한 피로 수명 예측을 위해 부가 적응 인자 접근법(Additive adjustment factor approach)을 적용하여 예측된 피로 수명의 신뢰 구간(Reliable bounds)을 결정하였다.

• 한국음향학회지
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• 제28권7호
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• pp.646-652
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• 2009

본 논문에서는 점용접 너깃의 피로수명을 고려한 차량 서브프레임의 용접간격 최적화 설계기법이 제안된다. 주파수영역 피로해석기법에 의해 점용접 너깃의 피로수명이 평가된다. 피로해석에서 사용되는 입력 데이터는 벨지안로 프로파일을 통과하는 차량동역학 해석과 차량 서브프레임 유한요소모델의 모드 주파수 해석을 통해 얻는다. 주파수 영역 피로해석으로 부터 얻은 피로수명 결과로부터 용접간격 최적화를 수행 할 설계점들이 선정된다. 점용접 너깃의 피로수명을 최대화시키는 용접간격을 얻기 위하여 4-요인, 3-수준 직교배열 실험계획법이 사용된다. 본 연구를 통하여 최적화된 서브프레임은 초기모델에 비하여 최소 피로수명을 갖는 용접 너깃의 피로수명이 약 65.8 % 증대되는 것을 알 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권1호
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• pp.52-57
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• 2007

노후항공기의 균열보수 방법 중 복합재를 이용한 균열보수 방법을 이용하여 항공기 알루미늄 재료의 피로수명 예측을 위해 유한요소해석을 이용 하였다. 패치보수의 해석 시에는 접착제 층이 매우 얇기 때문에 모델링의 어려움이 있는데, 본 연구에서는 3층 기법을 이용하여 해석을 수행하였다. 피로수명의 예측 시에는 Paris의 법칙을 적용하였고, 효율적 수명예측을 위해 수정된 균열닫힘법을 적용하였다. 해석에 의한 수명예측 결과는 실험치를 잘 모사할 수 있었으며, 항공기의 피로수명 예측이나 수명연장기법으로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.