• 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.

• 한국재료학회지
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• 제7권11호
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• pp.1007-1011
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• 1997

영활화혁발전소 보일러헤다 재질인 1Cr0.5Mo강의 파형에 따른 저주기 피로특성을 규명하고자 상온(298K) 및 고온(177K)의 삼각파와 사인파형 저주기 피로시험을 수행하였고 소성에너지법을 이용하여 파형에 따른 소성변형에너지와 피로수명과의 +관계를 분석하였다. 저주기 피로시 재료내부의 소성변형에너지를 히스테리시스루프의 면적으로 계산하여 구하였으며 이를통해 저주기 피로수명을 예측하였고 Coffin-Manson법 및 변형률분할법을 이용한 저주기 피로수명 결과와 서로 잘 일치하였다. 또한 상온 및 고온에서 피로반복수의 증가와 함께 재료가 반봅연화됨을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권5호
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• pp.1-10
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• 2022

로켓엔진용으로 개발된 구리크롬 합금에 대해 저주기 피로시험을 수행하고 여러가지 피로수명 예측방법을 이용해 예측수명을 구하여 이를 시험수명과 비교하여 보았다. 피로수명 예측방법으로는 Coffin-Manson 관계식, 소성 및 전 변형률 에너지 밀도 관계식, Smith-Watson-Topper 관계식, Tomkins 관계식, Jahed-Varvani 관계식 등 총 6가지 방법을 이용하였다. 피로 예측수명을 계산한 결과 모든 방법에서 시험수명 대비 분산범위 2 이내를 만족하였다. 예측수명 편차의 정량적 확인을 통해 전 변형률 에너지 밀도 관계식이 가장 우수한 결과를 나타냈다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권7호
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• pp.653-658
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• 2016

가스터빈엔진의 고온 부품은 초내열 합금 재료를 이용하며, 냉각설계 적용으로 형상이 복잡하여 정밀 주조 과정을 거치게 된다. 터빈 부품에 주로 적용이 되는 일방향 응고 및 단결정 재료는 제조 과정에서 결정립 성장 방향이 설계와 다르게 섭동을 가지게 되며, 이는 각 방향에 대한 재료 상수의 섭동을 유발하여 응력 분포의 변화와 함께 피로 수명에 큰 산포를 야기하게 된다. 본 연구에서는 일방향 응고 재료 노즐에 대하여 결정립 성장 방향의 섭동에 대한 구조 건전성의 영향을 저주기 피로 수명을 통해 확인하여, 향후 제작 허용값에 대한 제안 및 좀 더 정교한 통계적 접근이 필요함을 확인하고자 한다. 이를 위해 복합 열전달 해석을 통해 금속 온도 분포를 계산하고 이를 근거로 구조 해석 및 저주기 피로 수명을 계산하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.18-21
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• 2009

높은 열하중하에 있는 부품의 수명은 일반적으로 다른 부품에 비해 짧은 수명을 가지고 있다. 액체 로켓의 터보펌프 터빈은 작동시간 동안 높은 회전속도로 인한 높은 원심력과 높은 온도와 같은 환경하에서 작동된다. 이와 같은 환경은 터보펌프 터빈의 저주기 피로를 야기한다. 우선 열응력을 해석하기 위해 ABAQUS/CAE가 사용되었으며 탄성변형률과 소성변형률을 고려하기 위해 Coffin-Manson 방정식을 사용하였다. 평균응력의 변화를 고려하기 위해 S.W.T법을 사용하였으며, 열응력해석 결과로 얻어진 변형률 이력을 이용하여 터보펌프 터빈의 취약지점에 저주기피로해석을 수행하였다. 본 연구에서는 저주기 수명을 해석하기 위해 변형룰 수명 방법이 적용되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권7호
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• pp.753-758
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• 2011

초내열합금인 GTD-111은 고온강도와 내산화성이 우수하여 가스터빈에서 사용되는 소재이다. 초내열합금의 피로 수명 예측은 가스터빈의 효율을 개선하기 위하여 매우 중요하다. 본 연구에서의 저주기 피로시험은 실제 운전 환경과 유사하게 변형률 범위, 온도를 다양하게 설정하여 시험을 수행하였다. GTD-111의 저주기 피로수명을 예측하기 위하여 변형률 에너지 밀도와 파단 사이클과의 관계를 이용하였다. 시험결과를 토대로 변형률 에너지법과 Coffin-Manson법에 의하여 피로수명을 예측하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권7호
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• pp.593-598
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• 2016

LNG 선박용 성형 벨로우즈의 성형방법에 따른 특성을 파악하기 위하여 정적시험과 저주기 피로시험을 실시하였다. 벨로우즈의 규정된 수명 사이클인 8,000회를 실시하여 시험전후의 벨로우즈의 각 산에 걸리는 변형률과 응력을 측정하여 성형방법에 따른 벨로우즈간의 차이를 분석하고 산 별 응력분포를 살펴보았다. 본 저주기 피로시험은 x-y방향의 변위가 가능한 유압시스템의 구조시험장비에 성형 벨로우즈를 장착하고 벨로우즈의 각 산에는 스트레인게이지를 장착하고 멀티레코더를 통하여 데이터를 처리하였다. 이를 통하여 벨로우즈가 성형방법에 따른 수명의 차이가 있는지 살펴보았고, 성형방법에 따른 수명의 차이를 주는 원인을 분석하였다.

• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.332-339
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• 2018

섬유 금속 적층판(Fiber metal hybrid laminate, FML)은 금속재료와 FRP의 접합으로 기존의 금속 소재가 가지지 못했던 뛰어난 물성과 가벼운 무게로 경제적인 구조용 재료로 사용된다. 그러나 섬유의 형태와 종류, 적층조건에 따라 물성의 차이가 크며, 파괴거동을 예측하기 어렵다는 단점이 있다. 본 논문에서는 Al6061-T6 합금에 직조형태의 유리섬유 플라스틱(GFRP, GEP118)을 적층피막한 복합재의 파손거동에 대해 연구한다. Al합금에 GFRP 1, 3, 5 겹을 피막한 3가지 조건으로 성형하고, 피막의 적층수를 변수로 정적시험과 저주기 피로시험을 병행하여 파손거동을 분석하였다. 저주기 피로시험에서는 변형률-수명 해석, 전변형률 에너지밀도법을 사용하여 분석하고, 피로수명을 예측하여 하이브리드 재료에 대한 수명예측성을 분석하였다. 인장해석 결과, GFRP 피막으로 인한 강화효과는 없었고, 피로시험시 나타나는 히스테리시스 형상은 GFRP피막 유무와 피막 수에 상관없이 모재인 Al합금의 거동을 따랐다. 저주기 피로시험 결과 GFRP의 피막으로 피로강도가 증가하였지만, GFRP의 두께에 따라 비례하여 증가하지는 않았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1027-1035
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• 2016

내식성과 기계적 성능이 우수한 316L 스테인리스 강의 저주기 변형률제어 피로시험에서 3가지 변형률진폭과 3가지 변형률비의 조건이 피로수명에 미치는 효과를 분석하였다. 낮은 변형률범위에서 곡선이 거의 중첩되는 Masing 거동이 나타나고, 높은 변형률범위에서 비선형거동 응력범위가 서로 크게 벗어나는 non-Masing 거동과 함께 평균응력의 감소가 나타났다. 소성 변형률에너지를 이용하여 저주기 피로수명을 예측하고 non-Masing 거동을 고려한 수명예측 방법의 정확성 여부를 검토하였다. 각각의 변형률진폭과 변형률비의 조건에서 초기 수 사이클 동안 반복경화 현상 후 장시간동안 점진적으로 낮아져 연화하다가 파괴 되었다. 저사이클 피로수명을 정확히 예측하기 위해서는 변형률진폭에 따라 Masing 및 non-Masing 거동을 구분하고, 이를 반영한 수명예측식을 적용해야 함을 알았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.765-770
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• 2017

Ni기 초내열합금인 GTD111 DS는 가스터빈 블레이드에 사용된다. 본 논문에서는 실제 운전조건과 유사한 조건을 설정하여 GTD111 DS의 저주기 피로시험을 실시하였다 상온, $760^{\circ}C$, $870^{\circ}C$의 온도범위와 다양한 변형률에서 저주기 피로시험을 수행하였다. 실험결과 총 변형률이 증가함에 따라 피로수명은 감소하였다. 상온 및 $760^{\circ}C$에서는 주기적 경화반응이 나타났으며 $870^{\circ}C$에서는 주기적 연화반응이 나타났다. $870^{\circ}C$에서 응력완화 현상은 유지시간에 따른 크리프의 영향으로 나타났다. 피로수명과 총 변형률의 관계는 Coffin-Manson 식을 통해 얻었다. 파단면은 SEM을 통해 초기균열 및 피로진전지역을 관찰하였다.