• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.47-54
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• 2014

선체 내구성은 기존 선급 규격에 의하여 구조 치수를 결정한 후 이러한 치수의 선체구조에 대하여 스펙트랄과 결정론적 및 간이 방법에 의하여 평가되고 있다. 이러한 방법은 선체재료를 선급 규격에서 제안하고 있는 재료로 구성하는 경우에는 적용할 수 있으나 선체 재료를 신소재로 구성하는 경우에는 적용할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 폴리에틸렌 보트 선체에 대한 피로 손상을 평가하기 위하여 선체에 부하되는 단기간 선체 가속도를 직접 측정하고 이러한 데이터를 기초로 구조설계와 피로수명평가방법이 확립되지 못한 소형 선박의 선체 내구성을 선형누적손상 법칙으로 평가하는 방법을 제안하였다. 개발된 폴리에틸렌 보트의 경우 최대 가속도 상태에서 보트에 부하되는 최대 Von-Mises 응력은 1.8MPa로서 $1{\times}10^9$ 사이클 피로강도 5.9MPa 아래에 있고 유한피로수명개념을 적용한 폴리에틸렌 보트의 내구수명은 415년으로 평가되어져 거의 무한수명을 가지고 있다.

• 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.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권2호통권45호
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• pp.111-122
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• 2000

이 연구에서는 덮개판 형상이 피로특성에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위해서 강교량을 구성하는 구조세목 중 덮개판 필렛용접부를 대상으로 일련의 피로실험을 실시하였다. 피로실험결과 덮개판 형상에 따라 피로강도에 다소 차이를 나타내고 있었으나 국내 및 외국의 피로설계기준을 만족함을 알 수 있었다. 또한 비치마크실험결과로부터 피로균열 발생점은 용접지단부의 형상에 밀접하게 관련되어 있음을 확인할 수 있었으며, 용접지단부의 여러 곳에서 동시다발적으로 발생한 피로균열이 반타원형의 표면균열의 형태로 성장하고 이 균열이 서로 합체되어 관통균열의 형태로 성장함으로써 결국 파단에 이르렀다. 한편, 파괴역학적 해석결과로부터 기존의 제안식 및 유한요소해석에서 구한 균열보정 계수 중기하학적형상보정계수가 가장 지배적임을 알 수 있었으며, 피로균열성장속도와 유한요소해석에서 구한 응력확대계수범위 사이의 관계로부터 덮개판 필렛용접부의 피로수명을 산정 할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권5호
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• pp.1392-1400
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• 1996

The need of companies shorten the design-to-manufacturing process for new products with improved quality in cost effective manner places increasing demends on engineers to simulate the performance characteristics of a design before it is built of a prototype is developed. For theses demands CAE(Computer-Aided Engineering) offers engineers not only giving confidence of their design but also eliminating potential errors due totesting prototypes in small numbers. This paper present the method to predict the fatigue life using dynamics simulation and FEA(Finite Element Analysis) for construciton equipment in the computer before building prototype. The dynamicsimulatio is to get the load-time history corresponding to the maneuvering and driving of the construction equipment. The FEA is to build a model of the structure and then analyse to define the local stress response to applied loadings using linear static analysis.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권9호
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• pp.1110-1115
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• 2006

Cold expansion of fastener holes has been successfully used for many years to impart beneficial compressive residual stresses. Beneficial compressive residual stress of fastener hole that has been cold expanded before is reduced by using of materials for a long time. As a result, fatigue life of material is reduced. So, compressive residual stresses of material have to regenerate by re-cold expansion method. In this paper, it was carried out a finite element analysis about variation of residual stress due to tensile stress and residual stress distribution that was regenerated by re-cold expansion method in the fastener hole. Here, a diversity tensile stress was used. Also, it was performed a finite element analysis according to cold expansion rate of re cold expansion in order to obtain a beneficial compressive residual stress.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.102-107
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• 2004

In general, major components of nuclear power plant have been evaluated based on 2-dimensional design codes conservatively. However, more exact assessment is necessary for continued operation beyond the design life. In this paper, 3-dimensional stress and fatigue analyses reflecting full geometry and monitored operating condition of reactor pressure vessel have been carried out. The analyses results showed that conservatism of current 2-dimensional evaluation based on design transient. Therefore, it is anticipated that the schemes developed from this research such as 3-dimensional finite element modeling, stress analysis and fatigue analysis related techniques can be utilized as fundamental tools for exact lifetime evaluation and license renewal of major nuclear components.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.954-957
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• 2004

Tire belt durability is characterized by the initiation of a crack at the belt edge region, and the propagation of the crack until the ply is separated. Experimental methods have been used to analysis of the belt durability in the cord-reinforced rubber composite tires, but it takes much cost and time to make experiments. In this paper, a finite element method to analyze the fatigue life of a crack at the belt edge of tires is presented. The fatigue life is analyzed by using a three-dimensional Finite Element Modeling. This method includes a global-local finite element analysis to provide the detail necessary to model explicitly an internal crack and use of the J-integral for energy release rate evaluation.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권9호
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• pp.1328-1336
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• 2004

According to our fatigue tests carried out at 20 Hz, R=0.1 on transversely butt-welded joints, fatigue strengths of as-welded specimens, that is, specimens having residual stress are higher than those of annealed specimens in short life range, but vice verse in long life range. This behavior seems to be concerned mainly with residual stress relaxation by applied loading. After analyzing the welding process, we conducted finite element analysis to quantify the degree of residual stress relaxation. By taking into account residual stress relaxation, modified Goodman diagram, and nominal stress, we evaluated the fatigue life of the welded joint from the S-N curve for the parent material. The estimated results are in a good agreement with the experimental results.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제7권6호
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• pp.279-286
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• 1999

Failure of spot-weld joints in car body may cause noise, vibration and safety problems. Systematic procedures for estimating fatigue strength of general spot-weld joints are developed in this paper. Fatigue test results for various spot-welded specimens are analysed using the finite element method. It is found that the maximum principal strain at the nugget boundary on the inner surface governs the fatigue failure of spot-welded joints.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권4호
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• pp.662-670
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• 2001

We evaluate the effectiveness and validity of J(sub)e, which comprehensively describes the effects of specimen geometry and loading type, in predicting the fatigue life of auto seat belt anchor panel. We first simplify the heat affected zone model to reduce the number of finite elements. We then establish finite element models reflecting the actual overload behavior of 3 types of seat belt anchor specimens. Using finite element models elaborately established, we obtain the effective crack driving parameter J(sub)e composed of its ductility-dependent modal components. It is confirmed that the J(sub)e concept successfully predicts the fatigue life of multi-spot welded panel structures represented by auto seat belt anchors here.