• Composites Research
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• 제16권6호
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• pp.48-55
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• 2003

본 연구는 알루미늄 합금(AC8A)과 금속복합재료 (A1/A12O3) 및 혼합금속 복합재료(A1/A12O3/A12O3p)의 피로시험 결과 비교와, 일정진폭 피로 하중으로부터 예측한 수명과 실험으로부터 얻은 피로 수명의 비교하는 것이고, 음향방출(Acoustic Emission, AE) 방법을 이용하여 피로 시험 시 균열 발생의 측정 및 예측을 하고자 하였다. 노치재의 실험결과에 따르면, 세라믹 보강재의 첨가로 인해 기지재 보다 연성이 저하된 하이브리드 금속 복합재료와 단일 금속 복합재료의 피로 수명은 두 가지 하중 조건에서 모두 기지재 보다 더욱 짧은 수명을 나타내었다. 또한 누적피로수명평가 방법을 통해 예측된 피로수명은 랜덤하중 하에서 실험을 통해 얻어진 피로 수명과 거의 일치하였다.

• 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.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.557-558
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• 2009

새만금 간척지의 배수갑문 트러니언 구조물에 대한 피로해석을 수행하였다. 배수갑문 트러니언은 배수갑문과 교각을 연결하는 콘크리트 구조물로써 갑문에서 전달되는 하중의 크기와 방향이 주기적으로 변화한다. 해석결과, 하중의 방향이 일정한 구조물과 다소 상이한 양상이 나타났다.

• 폴리머
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• 제36권1호
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• pp.88-92
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• 2012

일정 하중에 지속적으로 노출되는 고분자의 장기간 사용을 위해서는 재료의 수명을 평가할 수 있는 가속화된 시험 방법이 필요하다. 반복 피로하중 시험법은 이러한 방법들 중 하나로 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 X-선 회절법을 이용하여 고밀도 폴리에틸렌의 반복 피로하중에 의한 구조적 변화와 크리프 변형을 비교하고자 하였다. 이를 위하여 별도의 인장시험기를 제조, X-선 회절기에 부착하여 장시간 변형 과정을 성공적으로 관찰하였다. 그 결과 크리프와 반복 피로하중 사이의 거시적이고 뚜렷한 차이에도 불구하고 결정화도, 결정크기 및 면간거리와 같은 결정의 미세구조는 두 방법에서 거의 동일하게 관찰되었다. 그러나 항복점 전(BYP), 항복점(YP) 그리고 항복점 후(AYP)로 각각 변형시킨 후 시험한 시료의 경우 AYP와 다른 두 시료간 뚜렷한 구조적 차이를 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회지
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• 제5권4호
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• pp.135-144
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• 1993

본 논문은 일정진폭의 피로하중을 받는 피리스트레스트 콘크리트 합성거더 교량의 피로해석 절차를 시간의 진행에 따른 재료 특성의 변화양상을 고려하여 정립하였다. 본 논문에서 제시된 방법은 피로하중의 재하에 따라 균열이 진전되면서 생기는 중립축의 이동현상을 고려하였으며, 해석결과는 기존의 제한된 실험자료와 부합되었다. 또한, 건설부에서 규정한 표준 I 단면의 프리스트레스트 콘크리트거더의 피로저항능력을 검토한 결과 충분한 안전도를 갖고 있음을 확인하였다. 그리고 이 방법의 적용으로 임의의 단면형상을 갖는 프리스트레스트 콘크리트 거더의 피로특성을 S-N 곡선의 형태로 나타낼 수 있도록 하였으며, 이는 향후 변동진폭하중하에서의 피로거동 해석에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.135-144
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• 2011

최근 PS 강연선의 대체재로서 높은 인장강도와 훌륭한 내부식을 가진 FRP(fiber rienforced polymer)를 이용한 조사가 활발히 진행되어지고 있다. 따라서, 이 연구는 FRP 긴장재를 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보를 제작하여 반복 하중에 따른 피로거동의 특성을 분석함으로써 프리스트레스트 콘크리트 보의 안전성을 평가하고자 하였다. 또한 기존 PS 강연선을 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보를 제작하여 피로 성능을 비교하였다. 반복 하중은 정적 실험을 통해서 얻은 극한 하중의 40%를 최소 하중으로 일정하게 고정하고 최대 하중은 극한 하중의 60%, 70%, 80%로 결정하였다. 반복 하중은 4점 재하방식으로 sine파를 이용한 1~3 Hz의 속도 재하하였다. 피로한계는 100만회로 하였다. 40~60% 범위의 시험체는 100만회까지 피로 파괴가 나타나지 않았지만, 반복 횟수가 증가함에 따라 콘크리트와 긴장재 사이의 부착력이 저하되었고, 수평방향의 균열이 나타났다. FRP 긴장재를 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보의 피로 실험 결과 사용 하중 상태에서의 반복 하중에 대해서 안전한 것으로 나타났다. 피로한계 100만회에 대한 피로 강도는 FRP 긴장재를 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보의 경우 69.2%, PS 강연선을 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보는 59.8%에 해당함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1193-1199
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• 2010

점용접은 자동차 산업에서 차체 구조물의 대표적 접합방법으로서 차량에 피로하중이 작용할 경우 구조물 전체의 파손 발생이전에 점용접부 일부에 조기 피로파손의 발생가능성이 존재한다. 이러한 점용접부의 국부적 파손은 차량 구조물의 동적 반응 및 이에 따른 피로거동의 변화를 야기할 가능성이 존재한다. 따라서 차량과 같이 스펙트럼하중을 받는 구조물의 피로수명 평가를 위해서는 이러한 점용접부의 국부적 파손에 의한 동적 반응의 변화를 고려하여야 한다. 본 논문에서는 점용접부의 누적피로손상으로 인한 동적반응의 변화를 고려한 진동피로해석을 수행하였다. 이에 필요한 S-N 선도는 전단 점용접 시험편에 대한 일정진폭 피로시험을 통하여 획득하였다. 또한 스펙트럼하중하의 점용접부의 피로수명은 유한요소해석에 기반한 진동피로해석을 통하여 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.339-346
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• 2019

강철도교에 대한 확률기반 피로 수명 평가를 위한 많은 연구들이 그간 있어 왔지만, 대부분 상대적으로 단순한 피로 균열 진전 모델을 기반으로 한 연구들이었다. 이 모델은 최소 응력이 0이고 일정한 응력변동 진폭을 가정하기 때문에, 철도교의 피로수명 평가에는 적합하지 않다. 따라서 본 연구에서는 보다 고도화된 균열 진전 모델을 이용해 강철도교의 피로 수명을 평가하는 새로운 확률기반 기법을 제안하였다. 또한 이 기법은 철도교에서 흔히 발생하는 다양한 하중 변동 진폭을 rainflow cycle counting algorithm을 사용해 고려할 수 있어, 보다 현실적인 피로 수명을 평가할 수 있다. 제안된 기법을 강철도교 예제 모델에 적용하여 피로 수명을 주요 부재 및 시스템에 대해 평가하였다. 또한 다양한 활하중-사하중 비가 피로 수명에 끼치는 영향을 분석하였으며, 그 결과 활하중-사하중 응력 비가 0에서 5/6까지 증가함에 따라 부재와 시스템 수준 모두에서 피로 수명이 30년 내외까지 줄어드는 것을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.141-148
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• 2008

최근 건설 산업에서 CFRP는 재료적 장점들 때문에 구조물의 보강재로서 많이 사용되어 지고 있다. 본 논문에서 CFRP Plate가 보강된 철근콘크리트 보의 보강 효율과 설계 기초자료를 제공하려 한다. 정적 실험은 실험체의 파괴양상, 보강성능을 평가하였으며, 피로 실험은 처짐, 철근 변형률, CFRP Plate의 변형률을 분석하고, 에너지 소산과 보강성능을 평가하였다. 실험한 결과, 보강량이 증가할수록 단부 박리 파괴를 일으켰다. 그리고, 단부를 보강한 경우는 휨균열로 인한 박리파괴를 나타내는 파괴양상을 보였다. 피로 실험을 통하여 일정한 반복하중 횟수가 되면 처짐, 철근 변형률, CFRP Plate의 변형률 값이 일정한 값으로 수렴하였다. CFRP Plate가 보강된 보는 피로하중에 대해 사용성 확보가 가능했다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.665-672
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• 2008

본 연구에서는 교량이나 선박 등의 강구조물에서 널리 사용되고 있는 하중 전달형 십자형 필렛용접 시험편에 대해 피로시험을 실시하여, 용접 후처리 조건에 따른 피로강도를 분석하였다. 용접 후처리 방법으로는 Toe Grinding, TIG Dressing 및 Weld Profiling을 적용하였으며, 피로시험은 일정진폭 반복하중 하에서 실시하였다. 피로시험 결과 하중 전달형 십자형 필렛용접 시험편은 용접 후처리를 실시한 경우와 실시하지 않은 경우 모두에서 BS 피로설계기준의 F등급을 만족하는 결과를 나타내었다. 또한 용접 후처리 방법에 따른 피로강도의 향상 효과는 Toe Grinding, TIG Dressing, Weld Profiling 순서로 증가하는 것을 알 수 있었다.