• 한국해양공학회지
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• 제2권1호
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• pp.116-124
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• 1988

해양구조물의 원통조인트에 대한 피로 수명 산출이 전통적으로 실험적 방법에만 의존해 왔음은,원통조인트의 구조가 복잡하여 용접부위 균열의 응력확대 계수 계산이 거의 불가능 했든 것이 주 원인이었다. 최근에 유한요소 3차원 모델을 이용한 계산방법이 개발되어 심히 구조적으로 복잡한 표면 균열의 응력확대계수 산출이 용이하게 되었다. 해양 구조물의 원통조인트에 대한 피로 수명 산출법을 개발하기 위한 연속되는 3부작의 제1부로서 본 논문은 X형 원통 조인트 용접주위 표면 균열의 응력확대 계수 거동을 분석하고 있다. 분석결과를 이용하여 응력확대계수를 엄격한 방법에 의해 계산하였다. 계산된 응력확대계수를 구조적인 관점에서 해석하고 있다.

• 에너지공학
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• 제9권3호
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• pp.184-191
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• 2000

본 연구에서는 국내 10MW급 기력발전소의 소형 터빈 로터에 대한 응력 해석을 실시하였다. 터빈 로터의 기하학적 형상, 증기의 온도 및 압력 등의 기동조건 변화, 로터 재료의 온도에 따른 물성값 등을 고려하여 대류 열 전달계수를 계산하는 사용자 부프로그램을 구성하였으며, 이를 바탕으로 열해석을 실시하여 로터의 온도 분포를 결정하였다. 이 온도분포 조건에서 시간 경과에 따른 열응력 해석을 실시하여 로터의 응력 분포를 결정하였으며 그 결과 취약부위에서의 응력변동 범위 및 가동중 정상상태 응력수준을 결정하였다. 이 취약부위의 응력값과 운전이력을 이용하여 크리프 수명과 피로수명을 계산하고 로터의 잔여수명을 결정하는 방법을 논의하였다.

• 기계저널
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• 제31권4호
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• pp.356-363
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• 1991

선형 탄성 유한요소 응력해석과 평균응력 효과를 고려한 저주기 피로실험으로부터 결정된 피로 특성, 그리고 국부변형률 방법을 종합하여 외경에 흠이 존재하는 자긴가공된 두꺼운 압력 용기의 피로수명이 평가되었다. 직사각형의 매우 날카로운 흠에서의 응력집중계수는 타원형 홈에서의 응력집중계수의 약 두배의 값이 얻어졌으며, 고강도 압력용기강인 ASTM A723의 저주기 피 로거동에 대한 평균응력 영향은 Morrow 및 SWT 파라메타를 이용하여 충분히 고려되었다. 균열발생이 예상되는 위험한 부분인 홈의 뿌리부분에서의 국부적인 응력, 변형률이 계산되었으며 예측된 피로수명은 실험적으로 얻어진 수명과 비교했을 때 2에서 4배의 오차를 보이면서 일치 하는 결과를 얻었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.437-442
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• 2014

원자력 발전소의 터빈-발전기 시스템과 같이 일정한 토크와 함께 축 진동에 의한 가변 응력이 인가되는 부재의 경우 비틀림 응력에 의한 피로 파괴 거동을 보인다. 따라서 본 연구에서는 터빈-발전기의 터빈 축에 인가하는 비틀림 응력을 측정하고 응력에 의해 발생하는 피로 파괴 거동을 분석하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 터빈-발전기 시스템과 같은 실험 장치를 제작하고 임의의 부하를 인가하여 다양한 비틀림 응력에 대한 피로 파괴 거동을 평가하였다. 특히 기존의 알려진 피로 거동 평가 방법인 응력-수명, 변형률-수명, 균열성장 평가 방법을 동시에 적용하여 평가를 진행하였다. 부하의 크기가 증가하면서 평가 방법과 무관하게 피로 수명이 감소하는 경향이 확인하였으며 5 kV 부하 인가 시 최대 10배의 피로 수명의 감소가 발생하였다.

• 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.

• 전산구조공학
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• 제8권2호
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• pp.95-102
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• 1995

해양구조물의 피로파괴 형태는 매우 다양하며 설계단계에서 구조요소의 피로수명 예측은 중요하다. 각가지 피로해석 방법에 대해서 연구가 활발히 진행되었으며 접근방법에 대한 논의도 활발한 연구와 함께 진행되었다. 본 논문에서는 피로해석 방법중 스펙트랄 방법과 그 구성요소에 대해서 연구되었으며 간략화된 피로해석 방법이 제시되었고 그 특성이 비교 검토되었다. 두가지 피로해석 방법의 장단점이 조사되었고 관련된 인자인 응력집중계수, 응력폭-수명 관계 곡선 또한 연구되었다. 전형적인 반 잠수식시추선의 브레이싱 부재의 피로수명 예측을 위하여 간략화된 피로해석 방법과 스펙트랄 피로해석 방법이 작용되었으며 이를 통하여 두 방법의 유용성이 확인되었다. 또한 간략화된 피로해석 방법을 이용한 민감도 해석이 수행되었다. 본 논문에서 수행된 피로해석 결과는 스펙트랄 피로해석 방법이 보다 현실적인 피로수명 예측을 할 수 있는 방법이라는 사실을 보여주었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.385-390
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• 2009

가스터빈의 구조물은 열에 의한 응력과 기계적인 하중에 의한 응력이 동시에 중요하게 작용을 하며 다축응력상태에 놓이게 된다. 가스터빈 엔진은 일반적으로 임무를 가지게 되며 임무를 바탕으로 성능평가, 열전달해석, 구조해석, 수명평가의 일련의 과정을 거치게 된다. 임무에 따라 복잡하게 나타나는 변형율과 응력을 평가하기 위하여 임계평면법을 적용하였으며, 이를 바탕으로 보다 간단하고 편리한 평가 모델인 "The Simplified Model"을 개발하였다. 그리고 개발된 평가방법을 사용하여 터빈휠의 수명평가를 수행하여 결과를 나타내었다.

• Composites Research
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• 제19권1호
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• pp.22-28
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• 2006

금속재 라이너를 갖는 복합재 압력용기는 라이너의 반복 수명 향상을 위해 제조 공정 중 라이너가 압축잔류응력을 갖도록 하는 자긴처리 공정을 적용할 수 있다. 본 연구에서는 자긴처리에 의한 라이너의 압축잔류응력과 이후의 응력 거동을 정확히 예측할 수 있는 유한요소해석 기법을 제시하고, 이러한 해석 결과를 바탕으로 복합재 압력용기의 반복 수명을 예측할 수 있는 방법을 제안한다. 재료 및 기하학적 비선형성을 고려한 3차원 비선형 유한요소해석을 통해 라이너의 응력 거동을 정확히 예측하고, 압력용기의 반복수명을 결정짓는 파라미터로 금속재 라이너의 폰미세스 응력을 도입한다. 라이너 재료에 대한 피로시험과 복합재 압력용기 시제품에 대한 반복시험을 통해 제안된 방법의 타당성과 유효성을 입증한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.45-52
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• 2019

이산화탄소 농도가 높은 도심지의 경우 탄산화로 인한 철근부식이 발생하기 쉬우며 이는 콘크리트 구조물의 내구수명을 감소시킨다. 콘크리트 구조물의 경우 다양한 구속조건을 가지며 항상 외부의 재하하중을 받고 있다. 도입된 응력수준은 이산화탄소와 같은 유해인자의 확산을 변화시키며 탄산화 깊이의 변동성을 야기한다. 본 연구에서는 응력재하수준에 따른 탄산화 변동성을 정량화하였으며, 이를 이용하여 탄산화 예측식을 도출하였다. 내구성 설계인자인 피복두께, 이산화탄소 확산계수, 탄산화 반응 수화물, 그리고 외부 이산화탄소 농도를 확률변수로 정의하였으며, MCS을 통하여 영향인자의 변동성에 따른 내구수명을 도출하였다. 또한 응력수준에 따라 변화하는 내구수명을 도출하였으며, 이를 결정론적인 방법의 결과와 비교하였다. 피복두께 및 내부 수화물 생성이 내구수명 변동성에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 응력수준을 고려한 내구수명평가는 유지관리 우선순위 설정에 합리적으로 적용할 수 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.322-325
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• 2010

철강 플랜트 주요 설비인 전로를 지지하는 장치의 접합부 강도설계를 위해 작용하중은 해석적인 방법으로 신뢰성 있게 계산하였고, 정적하중에 의한 응력은 ASME 규정에 따른 허용응력으로 평가하였다. 한편 피로설계 측면에서는 전로와 같은 대형 용접구조물은 강도상 취약부인 용접부에서 다양한 용접비드 형상에 따라 국부응력이 크게 달라지므로 설계단계에서 피로수명 평가에 어려움이 있었다. 따라서 전로 지지장치 접합부 피로설계는 설계단계에서 피로수명을 평가하는 실용적이고 안전측 방법으로 알려진 Hot Spot 응력을 사용하고 공신력을 갖는 설계규정인 ASME와 영국 PD 5500 절차에 의해 평가하였다. 평가결과 두 규정 모두 안전측에서 평가되는 것을 확인할 수 있었고 이 방법은 피로하중이 지배적인 대형구조물의 설계단계에서 유용한 방법으로 활용할 수 있으리라 판단된다.