• 콘크리트학회지
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• 제9권5호
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• pp.177-187
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• 1997

철근 콘크리트 구조부재는 철근과 콘크리트로 구성된 합성부재이므로, 철근콘크리트 구조부재의 피로강도는 철근과 콘크리트 고유의 피로특성에 따라 변화하게 된다. 철근자체의 피로특성은 철근의 정적강도 특성과 상이함으로, 실험을 통하여 규명할 필요가 있다. 본 논문에서는 대표적인 국내 2개사에서 생산되는 철근에 대하여 직접인장 피로실험을 실시하여 이들의 피로특성을 규명하였으며, 철근콘크리트 휨부재 내부의 철근 피로특성과 철근만의 직접인장 피로특성의 비교 분석으로부터 직접인장 피로실험만으로 철근콘크리트 휨부재의 피로특성을 평가할 수 있음을 밝혔다. 또한 반복하중을 받는 철근콘크리트 부재의 피로점토를 위한 기준을 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.581-589
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• 2004

본 논문에서는 일정진폭 휨인장 및 쪼갬인장 반복하중을 받는 콘크리트의 피로신뢰성과 모델제안을 위하여 도로포장에 사용되는 콘크리트를 대상으로 연구하였다. 실험데이터는 2-모수 Weibull 확률분포함수를 사용하여 신뢰성 해석을 수행하였고, 적합도 검정을 통하여 이를 기반으로 한 모델을 제시하였다. 피로실험은 $150 mm{\times}75 mm$ 시험체의 쪼갬인장피로 실험방법과 $150 mm{\times}150 mm{\times}550 mm$ 시험체의 휨인장피로 실험방법을 적용였으며 일정 진폭 피로하중에 대하여 수행하였다. 두 가지의 실험방법에 대하여 응력 수준 90, 80, $70\%$로 변화하여 실험하고 이때 적용한 응력비는 0.1, 하중재하속도 20Hz, 정현파(sine)를 적용하였다. 연구결과 콘크리트 피로데이터의 분산성으로 인하여 보다 정확한 해석을 위해 두 가지의 해석 기준을 설정하여 제시하였으며, 그래픽방법, 모멘트방법 및 최우도법에 의해 2-모수 Weibull의 매개변수 $\alpha$와 u를 계산하고 이를 이용하여 확률밀도함수(P.D.F)와 누적분포함수(C.D.F)를 도시하였다. 또한, Weibull의 확률분포함수를 이용한 신뢰성 해석은 Kolmogorov-Smirnov의 방법을 사용하여 $5\%$의 유의수준에서 적합도 검정을 수행한 결과 채택되는 것으로 나타났다. 이러한 해석에 기초하여 쪼갬인장피로실험과 휨인장피로 실험에 대한 피로모델을 제시하고 응력수준에 따른 피로수명과 200만회 및 1,000만회에서의 피로강도를 산정하여 제시하였으며 국외의 주요 피로모델과 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2A호
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• pp.165-170
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• 2008

각국의 강구조물 시공현장에서 사용되고 있는 고장력볼트의 인장강도는 일반적으로 1,000 MPa급이 주종을 이루고 있으나, 고강도강과 극후판의 개발과 교량 지간의 장대화로 인하여 강도가 큰 새로운 볼트 개발이 요구되고 있다. 한편, 반복적인 하중이 작용하는 곳에서 인장연결부에 사용되는 고장력볼트에 인장피로파괴 사례가 발생되고 있으나 아직까지 우리나라에서는 이에 대한 이론 및 실험적인 연구가 없는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 현재 일반적으로 사용하고 있는 F8T, F10T볼트와 새로이 개발된 F13T, F13T-N볼트에 대해서 인장피로실험을 수행하였다. 고장력볼트에 대한 피로강도평가는 반복횟수 200만회에 95% 하한신뢰도분석을 하여 수행하였고, 이를 기초로 3가지의 피로강도 기준안을 제시하였다. 또한, KS나사형상의 볼트와 새로이 제안된 나사선 형상의 볼트에 대한 피로강도에 대해서 비교 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.137-145
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• 2003

본 연구에서는 국산 PS 강봉의 직경, 반복최소응력 및 반복최대응력 등을 실험변수로 하여 직접 인장 피로실험을 수행하였다. 정적 인장실험 결과, 국산 PS 강봉의 응력 - 변형률 곡선과 극한강도 등을 얻었다. 또한, 피로실험에서의 특징적인 실험결과는 PS 강봉의 직경은 피로 수명에 중요한 인자가 아니며, 반복 최소응력의 크기는 국산 PS 강봉의 피로수명에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 피로실험결과를 통계 분석하여 PS 강봉의 응력 범위 및 반복 최소응력 등을 변수로 하는 피로강도 예측식을 제안하였다. 피로실험 중, 시편중앙에 설치한 Extensometer를 이용하여, 변형률의 변화를 측정하였으며, 측정된 변형률 변화현상에서 탄성계수의 변화현상을 구하였다. 변형률 증가현상은 3단계의 형태 즉, 초기에 급격한 증가 후 서서히 증가하며 파괴 직전에 급격하게 증가하는 형태로 나타났다. 탄성계수의 변화현상은 변형률 변화현상과 유사하게 감소하는 것으로 나타났으며 응력수준은 탄성계수 변화에 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제8권4호통권29호
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• pp.95-103
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• 1996

단순 전단연결 구조를 가진 강철도교의 세로보 단부의 절취부위에서 많은 피로균열이 발견되었으며, 이러한 부위의 피로균열은 피로손상의 전형적인 예이다. 피로균열을 가진 세로보 절취부위의 보강방법을 연구하기 위하여 가로보 및 세로보의 상부 플랜지에 인장판을 부착한 경우와 부착하지 않은 경우로 구분하여 피로실험을 수행하였다. 피로실험에 사용된 하중은 현장에서 측정된 실동응력을 기초하여 빈도해석을 통해 산정하였다. 피로실험 결과, 인장판으로 보강한 모멘트 저항 연결구조상세가 철도교에서 균열성장을 효과적으로 정지시킬 수 있는 것으로 판명되었으며, 피로손상을 가진 절취부위의 보강방법으로 제시될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.11-20
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• 2003

교량, 도로, 공항 및 해양구조물 등은 반복하중을 받게 되는 대표적 토목구조물이다. 특히 공항이나 도로포장체는 휨에 의한 인장에 의해 파괴되기 때문에 사용재료의 특성에 기초한 피로수명의 고찰은 매우 중요하다. 따라서, 이 논문에서는 포장 콘크리트의 피로수명을 주요 실험변수에 따라 실험하고 실험방법에 따라 비교 분석하고자 하였다. 피로실험은 쪼갬인장 피로실험 ($\phi150mm{\times}75mm$)과 휨인장 피로실험 ($150mm{\times}150mm{\times}550mm$) 방법을 적용하여 하중재하 속도(1, 5, 10, 20Hz), 하중재하 형상(사각파, 정현파, 삼각파). 시험체의 습윤조건(건조상태 습윤상태) 및 양생기간(28일, 56일)을 주요 실험변수로 하여 수행하였다. 실험결과 하중재하 속도가 느릴수록 피로수명은 현저히 감소하는 것으로 나타났으며, 하중재하 속도가 빠를수록 피로수명은 증가하는 것으로 나타났다. 하중재하 형상에 따라서는 정현파를 기준하여 사각파에서는 피로수명의 급격한 감소를 나타냈으며 삼각파에서는 피로수명이 증가하는 것으로 나타났다 또한, 시험체의 습윤조건에 따라서는 건조상태에 비하여 습윤상태에서는 피로수명이 감소하였으며, 양생기간에 따라서는 재령 28일에서 56일로 증가함에 따라 피로수명이 증가함을 나타내었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권3호
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• pp.12-20
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• 1997

구조의 용접접합부에는 재료의 항복응력 크기의 용접잔류응력이 발생되고, 이 잔류응력 상태에서는 응력비(최소응력/최대응력)의 영향이 거의 없다는 것이 일정 진폭 하중조건의 피로실험결과로부터 알려져 있다. 이와 관련하여, 용접구조의 설계 단계에서는 초기 용접잔류응력이 그래도 잔류한 소형실험편의 일정진폭하중 상태의 피로실험 결과로부터 도출된 피로설계선도(S-N 선도)를 이용, 변동하중에 의한 응력 진폭의 밀도분포만으로 일생동안의 누적피해도를 구해 피로강도를 평가하는 것이 일 반적이다. 지금까지는 선박용접구조의 경우도 이러한 개념으로 피로강도 평가를 수행 하였으나, 일반적인 육상 또는 해상 용접구조물과는 달리, 화물의 적재 등의 정하중 이력에 의한 응력변동폭은 피로를 유발하는 파랑 응력변동폭보다 상당히 크다. 그리 고, 정하중에 의해 용접접합부에 인장응력을 발생시키는 하중이력을 받을 경우, 초기 용접잔류 응력은 상당히 저하될 것으로 생각된다. 본 연구에서는 인장응력을 유발하는 정하중 이력에 의해 저하된 용접잔류응력분포와 이러한 잔류응력분포를 가진 선측 종늑골 용접접합부의 피로강도를 검토한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.27-35
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• 2004

지금까지 콘크리트에 대한 피로실험과 연구는 대부분 압축응력, 휨응력을 받는 경우에 대하여 연구를 진행하였으나 실제 교량이나 도로 포장콘크리트 구조물은 이축응력상태의 조합응력을 받게 된다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 콘크리트 구조체가 받게 되는 이축응력 상태를 이상적으로 재현할 수 있는 쪼갬인장 피로실험방법을 제안하고 적용성을 평가 하고자 하였다. 실험은 ${\phi}15{\times}30cm$를 사용한 KS 규정을 응용하여 ${\phi}15{\times}7.5cm$의 시편을 제작하고, 쪼갬인장 피로실험에 적용하기 위한 타당성 검증을 수행하였으며, 이상적 탄성재료인 강재와 고체의 비교를 위하여 모르타르 시편을 제작하여 검증실험을 수행하였다. 또한, 이론적 고찰과 유한요소 해석을 수행하여 이론치와 해석치의 비교 고찰하였으며 정적 강도측정 및 게이지 부착실험을 수행하여 타당성을 입증하고자 하였다. 실험결과, FEA결과, 수평응력과 압축응력의 비는 3.1로 나타나 이론치 3.0과 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 수평응력은 시편의 길이가 30cm일 경우 이론상 3MPa이지만, 본 연구에서는 시편의 길이가 30cm와 5cm일 때 각각 2.98MPa와 2.96MPa로 나타났다. 쪼갬인장 피로실험방법은 유한요소 해석, 정적 강도측정 및 게이지 부착실험모두에서 충분한 타당성을 나타내었으며, 이 방법은 실제 응력 모사, 실험의 간편성, 현장 시편 이용 가능성 등 많은 장점을 가지고 있는 것으로 판단되어 향후 교량이나 도로포장 구조물에 사용되는 콘크리트의 피로거동을 모사하는데 적합한 실험방법으로 사료된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권6호
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• pp.459-465
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• 2016

본 연구에서는 인장이음에 대한 반복하중의 영향을 파악하기 위하여 단순 인장이음을 대상으로 피로시험을 수행하였다. 인장이음의 볼트체결에 따른 축력과 작용하중에 의한 축력의 변화를 측정하였고 반복하중에 의한 볼트의 축력과 파괴양상, 이음의 피로강도를 조사하였다. 인장이음의 구조 상세 변수는 플랜지 두께와 고장력 볼트의 직경으로서 이들의 조합에 따라 볼트와 연결부의 강성이 달라지도록 하였다. 피로시험결과, 반복하중을 받는 인장이음의 파괴모드는 EC3에서 제시하고 있는 정적 파괴모드별 극한하중을 이용하여 평가될 수 있었다. 인장이음의 피로강도는 지레작용을 고려하지 않은 EC3(36)의 피로강도보다 상당히 안전측의 결과로 나타났다. 그러나, 지레작용에 의한 부가축력은 볼트 축력의 증가를 일으키기 때문에 피로강도에 대한 신중한 평가가 필요하다.

• 동력기계공학회지
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• 제16권4호
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• pp.66-73
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• 2012

본 연구는 횡방향 TIG 용접된 Al6013-T4 알루미늄 합금 용접부의 피로균열전파거동에 미치는 용접후열처리(PWHT)의 영향을 조사하는 것이 주목적이다. 기초적으로 인장시험, 경도 및 미세조직이 조사되었으며, 피로균열전파거동을 고찰하기 위한 피로 시험은 모두 중앙균열인장(CCT) 시험편에 대하여 수행되었다. T82열처리에 있어서 시효시간은 피로균열전파율, 인장강도 및 경도에 대단히 민감함을 나타내었으며, 모재와 열영향부재의 경우가 용접재보다 기계적 성질이 우수하였다. 횡방향 TIG 용접한 Al6013-T4 시험재의 용접후열처리 조건에 따라서 피로균열전파 저항에는 차이가 나타났으며, 본 실험의 조건하에서 24시간 인공시효 PWHT-82 시험편이 피로균열전파 저항이 가장 우수한 결과를 나타내었다.