• Composites Research
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• v.14 no.2
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• pp.50-59
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• 2001

The predictions of residual strength evolution and fatigue life of full scale composite rotor blade for multipurpose helicopter were studied using a strength degradation model. Flight-by-flight load spectrum was developed on the basis of FELIX standard spectrum data. The laminated structural analysis was also performed to obtain corresponding local stress and/or strain spectra for each ply of laminate skin and glass roving spar structures around the blade root where fatigue damage was severely anticipated.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.10 no.3 s.36
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• pp.497-508
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• 1998

The objective of this study is to examine fatigue behavior of as-welded butt-welded joints with incomplete penetration from fatigue tests. The test results are the following. In static tests, tensile strength and yield strength of butt-welded joints are constant regardless of incomplete penetration. And in fatigue tests, fatigue strength of fully penetrated butt-welded joints satisfies fatigue limits, prescribed in Korean Specifications and JSSC, respectively. The results show that as the magnitude of incomplete penetration increases, fatigue strength decreases. In fractured surfaces, full and incomplete penetration specimen show different shapes, it is because that stress concentration factor vary with structural geometry in bead toe and root tip, and certify in FEM analysis. This study suggests that defects such as incomplete penetration from welding must be avoided in order to attain the sufficient life of steel structures.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.28 no.6
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• pp.459-465
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• 2016

In this paper, it was performed the fatigue test to examine the effect of cyclic loading for the simple T-joint. Axial force of bolt by clamping and the change of the force by applied load were measured in the joint. And the bolt force, the failure mode and the fatigue strength under cyclic loading were investigated. The parameters of the tension joint were set to be the flange thickness and the diameter of bolt to a different stiffness of the joint in response to the combination. From the fatigue test, failure mode of tensile joints under cyclic loading could be evaluated using a static ultimate load of the specific failure mode in EC3. The fatigue strength of the tension joints was considerably higher than the fatigue strength of the EC3(36) that does not consider a lever action. However, the additional axial force by lever action occurs to an increase in the axial force of the bolt it requires a careful evaluation of the fatigue strength.

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.28 no.1
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• pp.37-40
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• 2008

본 연구는 ADI의 기계적 성질을 개선하고자 오스테나이트화 과정에서 초기 변태온도를 $900^{\circ}C$ (${\gamma}$ 구역)에서 시작하여 $800^{\circ}C$까지(${\alpha}+{\gamma}$ 구역) 일정한 냉각제어에 의해 오스템퍼링을 한다. 여기서 Full ADI에서 생성되는 고탄소 오스테나이트 조직을 저탄소 오스테나이트로 유도하고 미세한 침상의 Full ADI조직을 연성이 높은 조대한 아공석 페라이트 조직이 생성되도록 하여 Semi ADI를 만든다. Full ADI와 Semi ADI의 기계적 성질 및 피로강도를 연구한 결과 Full ADI와 Semi ADI의 정적강도는 유사하지만, 피로강도는 Semi ADI의 기지조직의 변화에 기인하여 Full ADI보다 피로강도가 높게 나타났다. 이러한 현상은 Semi ADI의 조대한 페라이트가 균열개구 저항력이 낮아 초기에는 쉽게 개구되지만, 균열개구와 동시에 균열선단에서 큰 소성역이 발생되어 균열성장이 지연하는 효과로 판단된다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.15 no.3
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• pp.1-11
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• 1997

용접이음부에서는 피로크랙 전파거동이 모재와 다르다는 것은 이미 알려져 있으며 그 원인으로서는 용접부에 있어서의 금속조직의 변화와 잔류응력 등이 일컬어 진다. 금속조직의 변화에 따른 영향에 대하여서는 비교적 그 영향이 작으며 또한 피로 크랙 전파속도에 대해서 안전한 쪽으로 역할을 한다고 보고되어져 있다. 따라서 용접 이음부에 있어서의 피로크랙 전파에 대하여서는 주로 잔류 응력의 영향에 주목하여, 잔류응력이 피로크랙의 전파속도에 어떻게 영향을 미치는가를 파악하여야 한다. 이러 한 관점에서 지금까지 용접잔류응력장을 전파하는 피로크랙을 대상으로 하여 잔류응력 이 피로크랙 전파에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고자 하느 시도가 많은 연구진에 의해 수행되어 왔다. 표1에 이러한 연구의 흐름을 평가방법과 평가에 고려된 사항을 중심으로 나타내었다. 이러한 배경으로부터, 본고에서는 피로크랙 전파거동에 미치는 잔류응력의 영향에 대해서 지금까지 수행된 연구의 내용을 연구 발전형태에 주목하여 검토하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.10
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• pp.1411-1417
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• 2010

CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) has received considerable attention in various fields as a structural material, because of its high specific strength, high specific stiffness, excellent design flexibility, favorable chemical properties, etc. Most products consisting of several parts are generally assembled by mechanical joining methods (using rivets, bolts, pins, etc.). Holes must be drilled in the parts to be joined, and the strength of the components subjected to static and fatigue loads caused by stress concentration must be decreased. In this study, we experimentally evaluated the variation in the residual strength of a holenotched CFRP plate subjected to fatigue load. We repeatedly subjected the hole-notched specimen to fatigue load for a certain number of cycles, and then we investigated the residual strength of the hole-notched specimen by performing the fracture test. From the results of the test, we can observe the initiation of a directional crack caused by the applied fatigue load. Further, we observed that the residual strength increases with a decrease in the notch effect due to this crack. It was evaluated that the residual strength increases to a certain level and subsequently decreases. This variation in the residual strength was represented by a simple equation by using a model of the decrease in residual strength for plain plate, which was developed by Reifsnider and a stress redistribution model for hole-notched plate, which was developed by Yip.

• Computational Structural Engineering
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• v.1 no.1
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• pp.113-122
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• 1988

A practical model for predicting the risk of fatigue failure of steel highway bridges is developed in this study. The proposed model is derived from fatigue reliability methods by incorporating various factors which may affect the fatigue life of bridges. The fatigue reliability function is assumed to follow the Weibull distribution. The computational form of the Weibull is adopted from Ang-Munse's approach that includes all the statistical uncertainties of the fatigue life of steel members and the stress ranges under variable amplitude loadings. The model accounts for the variation in ADTT, the change in stress history and the effects of inspections, which may occur during the serivce life of bridges. Stress range histograms are collected from the random stress spectra based on the field measurements of an existing bridge, and, thus, the resulting stress range frequency distribution is modelled with a beta distribution. The results of applications of the proposed fatigue analysis methods to an existing bridge show that the proposed models with the computer program developed for numerical computations can be used as a practical tool for the fatigue rating or for the predictions of the remaining fatigue life of deteriorated existing steel bridges.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.38 no.4
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• pp.75-82
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• 2001

Static loadings on ship structure induced either by water pressure before service such as a tank test and ballasting or by cargo pressure during first laden voyage cause relatively much greater stress than dynamic loadings induced by wave. With these static pre-loadings, the initial residual stresses around welded joint, where fatigue strength is concerned(in most cases, where stress concentration occurs) are expected to be shaken-down in a great extent by the elasto-plastic deformation behavior of material. Therefore, it is more resonable to assess the fatigue strength of ship structure with S-N data which have taken into account the effect of shaken-down residual stresses(re-distributed stresses) on the fatigue strength. In this research work, the re-distribution of residual stresses by the tensile pre-loading is measured using an ordinary sectioning method for specimens of padding plate weldment. Fatigue tests are performed also to evaluate the fatigue strength of the both as-welded and pre-loaded specimens.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.5
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• pp.561-565
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• 2010

Stainless steel sheets are widely used as structural materials for the manufacture of railroad cars and commercial vehicles. These kinds structures used stainless steel sheets are commonly fabricated by using the gas welding. For the fatigue design of gas welded joints such as fillet joints and plug joints, it is necessary to obtain information on the stress distribution at the weldment and the fatigue strength of the gas welded joints. Moreover the influence of the geometrical parameters corresponding to the gas welded joints on the stress distribution and fatigue strength must be evaluated. ${\Delta}P-N_f$ curves were obtained from the data recorded in fatigue tests. Using these results, the ${\Delta}P-N_f$ curves were rearranged according the relation between $\Delta\sigma-N_f$ and the maximum stress at the edge of the fillet welded joint.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.105-105
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• 2010

자동차 차체부품에 적용되는 플라스틱 소재는 강도와 내마모성, 내충격성의 충분한 물성확보가 필요하며, 이에 플라스틱 소재의 기계적 특성 향상을 위해 유리 섬유가 다량 함유된 복합소재적용이 증가하고 있다. 반면 플라스틱이 고강도화함에 따라 제품 성형을 위한 사출 금형을 손상시키는 사례가 빈번하게 발생하고, 소재의 유동성 저하에 따른 사출 불량이 증가하고 있어 고강성 플라스틱 복합소재에 대응하는 고경도, 고내마모 특성이 부여된 사출 금형의 개발이 시급한 실정이다. 특히 사출 금형에 사용되는 소재는 기존 소재에 비해 우수한 내마모성과 함께 고광택을 유지하는 것이 더욱 중요해졌으며, 이에 따라 유럽, 일본과 국내 연구진에 의해 다양한 연구가 진행되고 있다. 그 중에서도 일본에서 개발되어 국내에도 소개된 래디칼 질화는 기존 질화법에 표면의 화합물 층만을 제어하는 것으로 다소의 표면 광택 효과는 있으나, 플라스틱 사출에 그대로 적용하기에는 무리가 따르므로 그 용도가 극히 제한적이다. 본 연구에서 적용한 나노 질화기술은 0.1torr 이하의 고진공에서 고밀도의 플라즈마 에너지를 발생시키는 방법으로 화합물층이 없는 나노 크기의 질화층을 소재 표면에 형성시키는 기술로서, 처리 후에도 표면의 색상 및 광택의 변화가 없는 것을 특징으로 한다. 또한 표면 경도 및 피로 특성을 향상시킴으로써 금형의 내구 수명을 향상시킬 것으로 기대된다. 본 연구에서는 KP4 금형 소재를 사용하여 플라즈마 이온 질화 시험 조건에 따른 소재의 경도 및 내마모 특성을 파악하고, 미세 조직 분석 및 XRD 분석 등을 통해 내마모 특성 향상에 대한 기본 특성을 평가하였다. 또한 인장시험을 통해 인장강도, 항복강도 및 연신율을 파악하고, 이를 토대로 고주기 피로시험을 실시함으로써 S-N curve를 얻고, 이를 통해 피로 강도 및 피로 수명에 미치는 나노 질화 처리의 영향을 파악하고자 하였다. 플라즈마 이온 질화 시험은 질소와 수소 비율($N_2:H_2$), 진공도, Screen bias voltage, Bias voltage를 변화시켰으며, 챔버 온도는 $400^{\circ}C$로 고정하였으며, 처리시간도 3시간으로 고정하였다. 질소와 수소의 비율은 3:1일 때 최고의 내마모 특성을 보였으며, 진공도는 내마모 특성에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 관찰되었다. KP4의 초기 경도값은 약 302 Hv인 반면 최적의 나노 질화처리를 거친 시편에서는 800Hv 이상의 Vickers 경도값을 보였다. SEM 미세조직 분석과 EPMA를 통한 성분 분석을 시행한 결과 표층으로부터 약 $1.5{\mu}m$의 나노질화층을 확인할 수 있었다.