• 대한기계학회논문집A
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• 제40권6호
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• pp.531-537
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• 2016

기계 혹은 구조물의 파손 및 파괴는 소재의 내부에 존재하는 결함에서 발생하는 크랙에 의한 것이다. 이러한 크랙들은 밀집하여 존재하는 경우가 많기 때문에 크랙의 진전 및 성장특성들을 고려하지 않으면 안 된다. 이에 따라 본 연구에서는 표준 CT 시험편 내부의 크랙 및 구멍의 위치에 따른 파괴특성을 고찰하였으며, 표준CT 시험편에 편심된 집중하중을 가하였을 때, 시험편 내 크랙 주변의 구멍의 존재유무 및 위치에 따른 파괴역학적 거동에 대하여 규명하였다. 연구 결과로서 Model 3(크랙 주변에 구멍이 한 개 존재하는 시험편 모델로서 크랙의 끝부분과 구멍 간의 거리 가로방향으로 2mm의 경우)가 최대 변형량, 최대 응력 및 최대 변형 에너지, 모두 가장 크게 나타났으며, 모든 시험편 모델들이 시험편 내부의 크랙과 구멍의 거리가 가까울수록 최대 응력이 커지는 경향을 보였다. 또한 구멍의 개수와는 별개로 시험편 내부의 크랙 가까이에 구멍이 존재할 때 크랙 가까이에서 최대 응력은 커지는 경향이 나타나는 것을 알 수 있었으며, 이러한 본 연구 결과를 토대로 기계 혹은 기계 구조물 내부에 구멍을 뚫는다면, 시험편에 발생하는 파괴 응력의 값을 줄임으로써 파손이나 고장이 일어나는 것을 방지할 수 있을 것으로 사료된다.

• 오토저널
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• 제15권1호
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• pp.100-106
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• 1993

This paper aims to synthesize the research on fatigue fracture mechanisms of high strength aluminum alloys which are widely used in motorcars or airplanes to prevent accidents. To measure the data of crack opening ratio, the same materials and method are used for evaluating the fatigue crack propagation rate as an effective stress intensity factor. But, many researchers have brought different results. An exact crack opening ratio was, therefore, proposed for getting a more accurate fatigue crack propagation rate. The main conclusions obtained are as follows. (1) As a result of the fatigue test, the value of the crack opening ratio is the same regardless of the stress ratio. (2) The value of crack opening ratio is different according to the measuring point. After measuring the crack propagation rate by using an effective stress intensity factor, the crack opening ratio value measured at the crack mouth by a clip gage, or measured rear of the specimen by a strain gage is more accurate than that by any other measuring test.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권12호
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• pp.3227-3235
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• 1994

This paper deals with an evaluation of the residual stress due to shot peening induced in a carburized gear tooth and its application to the fatigue crack propagation problem. A practical method is proposed on the basis of the assumption that the residual stress is caused by the difference of volume expansion in the case and the core, and the influence of both the reduction of retained austenite and the strain due to shot peening are considered. The evaluated residual stress is close to the measured stress, though the surface stress is rather overestimated. The stress intensity factor is computed by the influence function method, and it is shown that the factor is decreased by the residual stress in shot peened gear tooth. The shot peening is fairly effective to the reduction of fatigue crack growth rate. The crack propagation is simulated and the resistance due to shot peening is quantitatively demonstrated and discussed.

• 동력기계공학회지
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• 제14권6호
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• pp.41-46
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• 2010

Acoustic emission (AE) technique is a well-known non-destructive test technique. Fatigue crack growth test was performed using SM53C to check up the AE signal occurred by crack growth, so AE system was used to detect the crack signal. Features calculated by the AE signals were analyzed to evaluate the steps divided the crack growth into three. The steps, initiation, growth and breaking, were separated by velocity of the crack growth. Time waveform and power spectrum were created by the AE signal of each one of the steps and compared. In the feature domains, it was found that AE values changed rapidly as the velocity of the crack increasing.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1583-1591
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• 1990

본 연구에서는 결함체의 정도 높은 수명 예측을 하기 위한 기초연구의 일환으 로서 다수의 피로 실험을 통한 다수의 실험 데이터로부터 확률 통계학적 방법을 적용 해서 피로 균열의 발생, 진전 및 파단 특성의 정략적인 파악을 수행하여, 수명예측 및 신뢰성 평가를 위한 시스템에 도입함으로써 실제 구조물의 수명예측에 적용하고자 한 다. 피로 균열의 발생 및 파단수명의 통계적 분포특성과 수명예측에 관해서는 제2보 등에서 보고할 예정이다.

• 지질공학
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• 제4권2호
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• pp.139-151
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• 1994

암반은 서로 다른 입자 및 미소크랙과 같은 미소구조의 개별요소로 구성되어 있다. 이러한 미소구조에 대한 연구는 대심도 지하공간개발과 관련된 지질공학 및 토목공학분야등에 있어서의 관심이 증대되고 있다. 따라서, 단순한 연속체역학에 의한 접근보다는 구성입자들에 대한 역학적성질 및 개별구조요소등이 고려되어야 할 것이다. 그러나, 단순한 유크리드 공간에서 아들 구조를 표현하기는 매우 어렵다. 그래서 Mandelbrot에 의해 자연에 있어서 규칙성이 거의 없는 물체를 정량적으로 표현하기위한 Fractal이론이 개발되었다. 본 연구에는, 크랙의 진전과 응력의 관계를 평가하기위해 미소구조의 기하학적 성질이 Fractal차원에 의해 계산되었다. 암반의 역학적 성질을 평가함에 있어 그 구조의 복잡성을 Fractal이론에 의해 단순화 및 수치화시켜 균질화이론에 적용시키므로서 그 평가를 보다 용이하고 효과적으로 할 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.529-541
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• 2004

콘크리트 충전 강관에 대한 기존의 연구는 단일 압축상태, 휨모멘트 상태, 편심 압축력 상태의 연구만이 행해 졌을 뿐 압축력과 비틀림이 조합된 응력 상태에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 압축력과 비틀림을 받는 원형 CFT 부재의 거동에 대한 특성을 살펴보고 합리적인 해석법을 연구하였다. 원형 CFT부재가 압축력과 비틀림을 받을 경우의 압축 강도와 비틀림 강도를 결정하는데 중요 요소인 구속효과와 부착 응력에 의한 스파이럴 효과를 본 모델에 고려하였다. 이를 위하여 단일 압축응력을 받을 경우 원형 강관에 의해 구속된 콘크리트 코어에 대한 연구가 선행되었다. 또한 비틀림을 받을 경우는 비틀림에 의한 크랙이 콘크리트의 표면을 따라 발생하게 된다. 크랙 발생이후 비틀림을 계속 받게 되면 크랙은 나선형태로 진전되어 콘크리트가 솟아 나오려 하나 강관과 콘크리트 사이의 부착 응력에 의해 억제 되게 된다. 이러한 이유 때문에 코어 콘크리트는 압축응력을 받게 되고 강관만 인장응력을 받게 되는데 이러한 영향 효과를 실제적으로 고려하였다. 연구 결과는 기존의 실험결과와 비교하였으며 제안된 이론은 압축력과 비틀림을 받는 원형 CFT부재의 실제 거동을 합리적으로 설명하고 있다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.117-124
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• 2002

The lightness of components required in automobile and machinery industry is requiring high strength of components. In particular, manufacturing process and new materials development for solving the fatigue fracture problem attendant upon high strength of suspension of automobile are actively advanced. In this paper, the effect of compressive residual stress of spring steel(JISG SUP-9) by shot-peening on fatigue crack growth characteristics in high temperatures($100^{\circ}C,\;150^{\circ}C,\;180^{\circ}C$) was investigated with considering fracture mechanics. So, we can obtain followings. (1) Compressive residual stress is decreased in high temperature, that is, with increasing temperature. (2) The effect of compressive residual stress on fatigue crack growth behavior in high temperature is increased below ${\Delta}K=17{\sim}19MPa\sqrt{m}$. The fatigue crack growth rate is increased with increasing temperature. The fatigue life is decreased with increasing temperature. (3) The dependence of temperature and compressive residual stress on the parameters C and m in Paris' law formed the formulas such as equations (3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),(10). (4) It was investigated by SEM that the constraint of compress residual stress for plastic zone of fatigue crack tip was decreased in high temperature as compared with room temperature.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권1호
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• pp.200-207
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• 2003

In this paper, the effect of the compressive residual stresses which were obtained under the various shot velocities of shot balls on the fatigue behaviors of a spring steel, were investigated. The examination of CT specimen test were executed with the materials(JISG SUP9) which are being commonly used for the springs of automotive vehicles. As a result, the optimal shot velocity of shot balls were acquired considering the peak values of the compressive residual stresses on the surface of specimen and effect on the speed of the fatigue crack propagation da/dN in stage II and the threshold stress intensity factor range Δ$K_{th}$ in stage I. Also the material constant C and the crack propagation index m in the formula of paris law da/dN= C $({\Delta}K^m)$ were suggested in this work to estimate the dependency on the shot velocity.

• 한국해양공학회지
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• 제17권2호
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• pp.47-53
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• 2003

The development of new materials with light weight and high strength has become vital to the machinery, aircraft and auto industries. However, there are a lot of problems with developing such materials that require such expensive tools, as well as a great deal of time and effort. Therefore, the improvement of fatigue life through, the adoption of residual stress, is the main focus. The compressive residual stress was imposed on the surface according to each shot velocity(1800, 2200, 2600, 3000rpm) based on Shot-peening, which is the method of improving fatigue life and strength. By using the methose mentioned above, we arrived at the following conclusions; 1. The fatigue crack growth rate(da/dN) of the Shot-peened material was lower than that of the Un-peened material. In stage I, $\Delta$K$_{th}$, the threshold stress intensity factor, of the shot-peen processed material is high in critical parts, unlike the Un-peened material. Also m, fatigue crack growth exponent and number of cycle of the Shot-peened material was higher than of the Un-peened material. That is concluded from effect of da/dN. 2. Fatigue life shows more improvement in the Shot-peened material than in the Un-peened material. Compressive residual stress of the surface on the Shot-peen processed operate resistance force of fatigue crack propagation.