• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.155-160
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• 2008

Using a three-dimensional (3-D) FE analyses, this paper provides the shape optimization of the standard test specimen for the torsion test, as well as a method for analyzing effects of misalignment under the angular and concentric misalignment. For verification, FE analysis is performed, which is designed for the perfectly full-model. To optimize the design shape of the torsion-controlled fatigue test specimen, we performed sensitivity analysis using shape parameters. Additionally, two kinds of misalignment (angular misalignment and concentric misalignment) are applied to the circular and tubular specimens to show effects of misalignments in the FE analysis. The present results will provide valuable information for designing shafts for every kind of mechanical system under torsional force.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1461-1469
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• 2011

본 논문은 3 차원 유한요소해석 기법을 이용하여 토오크 시험을 위한 표준시험시편의 각도 및 동심 오열이 시편의 응력과 변형률 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 해석 결과의 정량적 비교를 위해 각, 동심 및 복합 축 오열에 대한 평균 굽힘 변형률을 적용하였으며, 시편 형상에 따른 축 오열 영향을 확인하기 위해 환봉형 시편과 튜브형 시편에 대해 각각 유한요소해석을 실시하였다. 해석결과로부터 얻어진 변형률과 응력의 변화로 축 오열의 종류와 방향을 예측하는 일반적인 기준을 제시하였으며, 초기 항복조건을 적용하여 축 오열이 토오크 시편의 초기 항복 모멘트에 미치는 영향을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권10호
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• pp.1695-1702
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• 2003

Fatigue crack initiation around a hole subjected to biaxial fatigue loads with a phase difference was investigated. Axial and torsional biaxial fatigue loads with different phase differences and biaxiality of 1/√3 were applied to thin-walled tubular specimens. Five phase differences of 0, 45, 90, 145 and 180 degrees were selected. Directions of the fatigue crack initiation around the hole were found to approach to the circumferential direction of the specimen with increment of the phase difference for fatigue tests with phase differences less than 90$^{\circ}$. Whereas directions for tests with phase differences greater than 90$^{\circ}$ got away from the circumferential direction and those were symmetric to the directions for tests with phase difference less than 90. . Furthermore, it was shown that the fatigue initiation life decreased with increment of phase difference for fatigue tests with phase differences less than 90$^{\circ}$, but it increased for tests with phase difference greater than 90$^{\circ}$. The crack initiation direction can be successfully explained by using the direction of the maximum tangential stress range obtained around the hole and at far-field.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권6호
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• pp.1446-1455
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• 2000

Fatigue crack initiation and propagation behavior under cyclic biaxial loading has been investigated using thin-walled tubular specimen with a hole. Two types of biaxial loading system, i.e. cyclic tensile loading with super-imposed static torsional load and cyclic torsional loading with superimposed static tensile load, with various values of the biaxial loading ratio, $\tau$ s/ $\sigma$ max (or $\tau$ max/ $\sigma$s) were employed. Fatigue tests show that fatigue crack near the hole initiates and propagates at 900 and 450 direction to the longitudinal direction of the specimen under cyclic tensile and torsion loading with static biaxial stress, respectively, and the static biaxial stress doesn't have any great influence on fatigue crack initiation and growth direction. Stress analysis near the hole of the specimen shows that the crack around the hole initiates along the plane of maximum tangential stress range. Fatigue crack growth rates were evaluated as functions of equivalent stress intensity factor range, strain energy density factor range and crack tip opening displacement vector, respectively. It is shown that the biaxial mode fatigue crack growth rates can be relatively consistently predicted with these cyclic parameters.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.156-161
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• 2004

To predict the direction of the fatigue crack initiated from a hole under various types of biaxial fatigue loads with different phase difference and biaxiality, fatigue parameters were investigated. Axial and torsional biaxial fatigue loads were selected with the respective combination of five different phase differences of 0, 45, 90, 145 and 180 degrees and five biaxialities of 0, $1/{\sqrt{3}}$, 1, ${\sqrt{3}}$, ${\infty}$. Directions of the fatigue crack initiation around the hole were found to approach to the circumferential direction of the specimen with increment of the phase difference for fatigue tests with phase differences less than $90^{\circ}$. Whereas directions for tests with phase differences greater than $90^{\circ}$ went away from the circumferential direction and those were symmetric to the directions for tests with phase difference less than $90^{\circ}$. With increase of biaxilities, the fatigue crack initiated more apart from the circumferential direction of the specimen. These crack initiation direction were predicted using maximum tangential stress range and maximum shear stress range obtained at far-field and around the hole. Comparing these two stress parameters, The crack initiation direction can be successfully explained by using the direction of the maximum tangential stress range obtained around the hole and at far-field.

• Composites Research
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• 제31권3호
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• pp.88-93
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• 2018

본 연구에서는 입자크기가 서로 다른 할로이사이트 나노튜브(Halloysite nanotube, HNT)와 밀드 카본(Milled carbon, MC) 강화 복합재료를 사용하여 손상된 복합재료 적층판을 계단형 패치 보수법에 따라 수리하고, 손상된 면과 수리면 사이의 접합 계면에 입자가 미치는 기계적, 구조적 영향을 분석하였다. 이 때, 고온고습의 가혹한 수분 환경에 장시간 노출시켜 손상된 판을 형성하는 기존 재료와의 상대적인 재료 물성 회복률을 비교하였으며 기계적 물성 시험을 통해 성능평가를 실시하였다. 그 결과 $70^{\circ}C$ 고온 증류수에서 HNT는 입자 첨가량에 따라 흡습률이 MC에 비해 뚜렷한 차이를 보였으며 인장강도와 굽힘강도의 경우, 대체적으로 HNT로 강화된 복합재를 사용하여 보수한 시험편이 흡습 전과 후 모두 높은 수치를 나타냈다. 특히, 0.5, 1 wt. %의 HNT가 첨가되었을 때 흡습률이 가장 적었고 이는 기계적 강도 증가에 관여하는 하나의 요인으로 작용하였다. 반면 MC는 소량만으로도 높은 흡습 저항성을 나타냈으며 하중의 방향에 따라 강도의 차이가 발생했다.

• 비파괴검사학회지
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• 제18권6호
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• pp.455-463
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• 1998

경수로형 원자로 제어봉집합체(rod cluster control assembly)의 제어봉선단 봉단마개 부위에 발생할 수 있는 원주방향균열을 검출하기 위한 다중표면 와전류탐촉자를 설계하였으며, 이를 MIZ-30 주파수발생장치에 연 결하여 원주방향균열을 검출하고 원주방향길이를 측정 할 수 있는 와전류검사기술을 개발하였다. $8{\times}1$ 다중표면 와전류탐촉자는 원주방향으로 발생할 수 있는 균열 검사에 적합하도록 탐촉자 내부 원주방향으로 8개 표면코일을 일정간격으로 배치하고 코일 후방에 스프링을 설치하여 주사시 코일 머리부분이 표면에 밀착되므로서 코일과 피복관표면 사이의 lift-off 발생이 최소가 되도록 설계하였다. LCR-meter 및 HP-VEE 프로그램을 사용하여 코일의 전기적 특성을 평가하였으며, 탐촉자의 균열검출 특성은 Miz-30과 Eddynet 프로그램을 사용하여 평가하였다. 교정 standard와 시험편은 $14{\times}14$형 제어봉피복관(SS-304, 외경 : 10.95mm, 두께 : 0.48mm)을 사용하여 축방향과 원주방향으로 깊이와 길이를 달리하여 여러가지 균열성 EDM노치 (폭 0.2mm, 관두께의 15, 25, 40, 50, 60%깊이)를 가공하였으며, 이를 이용하여 탐촉자의 균열검출 및 크기측정 특성을 평가한 결과 제어봉 튜브표면에 발생한 원주균열의 검출 가능 최소길이는 3.5mm이고, 깊이는 ${\pm}5.31%$ RMS 오차 이내로 측정 할 수 있었다. 또한, 제어봉선단 봉단마개 부위에 발생할 수 있는 마모, 스크레치, 축 및 원주방향균열 신호는 신호의 위상과 신호형상을 분석하므로서 구분이 가능하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권2호
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• pp.184-190
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• 2008

원전 증기발생기 전열관의 건전성을 평가하기 위해서 여러 가지 와전류검사 기법이 적용되고 있다. 이와 같은 와전류검사 기법중에서 보빈탐촉자 기법은 전열관에 발생할 수 있는 축방향균열, 마모 검사에 적용하고 있으며, MRPC 기법은 튜브시트 상단 및 곡관부위 균열의 정밀검사에 적용된다. 원전 증기발생기 전열관의 설치공정 혹은 운전중에 전열관에 덴트(dent, 혹은 ding) 및 벌지(bulge)가 형성될 수 있으며, 와전류검사에서 이러한 지시는 결함으로 간주하지 않기 때문에 일정 크기 이상의 지시만 검사보고서에 기록하여 관리하고 있다. 이러한 지시는 보빈탐촉자 기법으로 용이하게 검출이 가능하고 보빈단면형상검사에 의해 대략적인 크기의 측정이 가능하지만, 정확한 크기 및 형상은 알 수는 없으므로 본 연구에서는 단면형상검사의 정확도를 증가시키기 위해 $8{\times}1$ 다중코일 탐촉자를 설계 개발하여 그 정확도를 평가하였다. 한편, OPR-1000형 증기발생기 전열관의 튜브시트 확관 천이영역에 형성된 덴트부위에 균열성 결함이 발생할 가능성이 높기 때문에 일부 발전소에서는 예방차원의 슬리빙을 수행하고 있다 이와 같은 슬리빙 대상 전열관 선정시 본 검사기법을 활용하면 유용할 것으로 판단된다.