• 기계저널
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• 제16권4호
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• pp.41-48
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• 1976

재료의 피로문제에 대해서는 꽤 오래 전부터 많은 연구가 이루어져왔고, 피로의 현상파악에서부 터 피로이론의 구명, 나아가서는 실제문제로서의 피로설계, 피로수명예측 등에 기여한 업적은 아 주 크다 하겠다. 그러나 종래의 피로문제연구의 방향이, S-N 곡선에서 얻어지는 피로한계강도 (더 정확한 표현으론 피로파괴한계강동)에 바탕을 두고, 정력확적인 설계관례인 안전계수의 도입 을 빌려, 피로강도를 실용화할려는 선에서 이루어져 왔다고 보겠다. 재료의 피로한계강도란, 그 정의로 미루어, 다분히 정적으로는 극한강도 또는 피로강도의 개념에 견주어 질 수 있는 공칭응 력으로써 탄성학적으로 해석될 수도 없고, 다만 탄역성이론의 개념을 바탕으로 근사해석례만이 허용되고 있을 뿐이다. 재료에는 소위 평활재이건 절결재이건 간에 또 검출여부에 관계없이, 내외 부에 대소각종의 결함이나 역학적 불연속부가 잠재해있음은 이미 공지의 사실이며, 이들 결합, 불 연속부등이 외하중하에서 응분의 응력집중원이 되어 재료를 전반적인 파괴로 몰고 갈 수 있다 함 도, 또한 이러한 역학적거동이 피로파괴에 까지 확장해석될 수 있을 것이란 것도 이미 잘 알려져 있는 터이라 하겠다. 재료내외부의 제결합을 응력집중이 극대인 crack로 대체해서 외하중하에서 의 응력장거동을 해석한 선형탄성파괴역학(LEFM)은, 바로 이러한 실제재료의 강도설계에 보다 큰 정확성을 부여한 방법론적 학문이라 하겠고, 나아가서는 재료의 파괴기구를 파헤치는데 진일 보적인 역학적인 수법이라 하겠다. 취성파괴, 연성파괴에 바탕을 둔 파괴역학(LEFM)을 피로파괴 에 적용시키는 데는 상당한 문제점들을 수반할 것임은 충분히 인지되나, 제한된 경계조건하에서 의 적용 예는 종래의 어떤 방법에 의한 것 보다도 피로강도설계, 안전사용 피로수명예측 등에 획기적인 진전을 보여주고 있다. 파괴역학은 crack 재의 강도학이고, 더 구체적으로 음력학대계수 (stress intensity factor) K 또는 이와 연연되는 parameter 인 strain energy release rate(G), crack-tip plactic zone size r$_{p}$,.rho., crack-tip opening displacement .phi., strain intensity 등을 쓰는 재료강도학이기 때문에, 이 수법을 피로파괴에 적용시킴은, 종래의 공칭응력으로 피로 문제를 다루던 방법과는 판이하다 하겠다. 본고에선 파괴역학의 관점에서 피로구열의 안정성장을 논하고, 과거 10여년간의 피로 crack문제에 대한 연구방법, 실험방법 등을 소개하는 방향으로 고 를 진행시켜 나가겠다.

• 전산구조공학
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• 제10권3호
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• pp.7-14
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• 1997

본 고에서는 설계자가 초기 설계시 적용할 수 있는 간이피로해석방법에 대하여 기술하였으며, 특히 선체의 각 구조상세에 대하여 산정된 응력집중계수를 이용하여 피로수명을 쉽게 평가할 수 있는 집중응력방법을 정립하였다. 이 집중응력방법을 사용하면 모든 구조상세에 대하여 한개의 S-N 선도를 적용하게 되므로 일관성 있는 피로상도해석을 수행할 수 있다. 또한 피로수명에 큰 영향을 미치는 파랑하중은 설계조건에 주어진 선급규칙에 따라 계산되어진다. 선체구조의 피로강도평가 기술은 계측, 실험, 해석 및 경험을 포함하는 광범위하고 포괄적이면서 정밀함을 요구하는 종합기술이지만 여기에는 많은 불확실성이 내포되어 있다. 따라서 이를 구명하고 모든 선체구조에 적용할 수 있는 신뢰성 있는 피로강도 평가기술을 개발하기 위하여는 실선계측을 통한 피로하중규명 선체구조에 적용할 수 있는 피로강도 Data base개발, 균열진전해석 등 많은 과제에 대한 집중적인 연구가 계속 수행되어야 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.64-74
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• 1997

선박의 구조설계 기술의 발전과 고장력강 사용 비율이 증가함에 따라 변동하중에 의한 피로파괴에 대한 필요성과 중요성이 강조되고 있으며 특히 VLCC와 같은 대형선박의 경우에 더욱 중요하게 고려할 점으로 널리 인식되고 있다. 따라서 설계단계에서 피로강도해석을 수행하고 이에 대한 안전성평가를 수행하여 그 결과를 구조설계에 반영함으로써 피로현상에 의한 구조적 파괴를 미연에 방지할 수 있도록 해야 할 것이다. 본 논문에서는 효율적인 피로강도해석을 위해 응력영향계수의 개념을 도입한 확률적 하중해석, 응력범위의 장기분포, 스펙트럼 피로강도 해석법을 적용한 피로수명의 예측에 대해 기술하였고, 개발한 전산 시스템을 이중선각 초대형 유조선 (D/H VLCC)에 적용한 결과를 다루고 있다. 또한 설계변수들의 불확실성을 고려한 피로강도에 대한 신뢰성 해석도 포함하고 있다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제12권3호
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• pp.26-35
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• 1994

본 고에서는 VLCC(Very Large Crude Oil Carrier)의 운항중 선체의 구조적 불연속부에서 발생 하는 균열이 피로강도의 부족에 의해 발생하는 피로균열임을 밝히는 당사의 사례에 대해 설명 하고, 국부 구조해석기술을 이용하는 피로설계의 관점에서 선체구조가 충분한 피로강도를 갖고 안전한 구조가 될 수 있도록 선체 용접이음부의 피로강도를 평가하는 체계에 대해 검토하고자 한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.110-113
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• 2010

해양플랜트 구조물은 대양에서 파력을 비롯한 바람 등과 같이 자연에 의해 발생하는 다양한 외력을 구조물 사용기간 동안 지속적으로 랜덤하게 받게 되므로 이로 인한 피로현상이 발생하게 된다. 특히 용접부로 이루어진 격점부는 복잡한 기하형상의 영향으로 피로에 대해 취약구조가 되므로 피로강도향상은 해양플랜트 구조의 안전성에 중요한 요인이 된다. 본 연구에서는 격점부에 대한 구조상세에 관련한 설계기준 및 평가방법을 조사하였으며, 고정식 Jacket 구조물을 대상으로 프레임요소를 사용하여 구조해석을 실시하여 공용하중에 대한 구조거동을 분석하였다. 또한 격점부의 강도평가방법 및 연결부 피로강도를 개선하기 위하여 프레임요소의 구조해석을 토대로 복잡한 기하형상을 가진 KT형 관이음부(Tubular Joints)에 대해 상세해석을 실시하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.189-196
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• 1991

본 논문에서는 SWATH선의 횡 구조물에 신뢰성 해석법을 적용하였다. cross-structure와 strut의 윗부분에 있는 판부재를 선정하여 그 압축 최종강도에 대한 신뢰성해석을 수행하였고, 또한 cross-structure와 strut, sponson과 strut의 연결부에 대한 피로 신뢰성해석을 수행하였다. 피로손상의 허용수준의 설정에 대한 일례를 보여주었으며, 최종강도와 피로강도를 동시에 고려한 일종의 series system에 대한 신뢰성해석을 포함하였다. 이는 구조의 안전성 평가시 보다 정확한 결과를 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다고 하겠다.

• 오토저널
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• 제15권4호
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• pp.34-43
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• 1993

본 고에서는 피로해석을 통한 승용차 강도/내구기법에 대하여 개략적으로 언급하였다. 피로해석에 어려운 점은 수명예측방법이 이론적으로 완전히 정립된 것도 아니며 하중 및 재료특성 그리고 주변 사용환경등에 대한 불확실성으로 정량적인 평가가 힘들다는 것이다. 하지만 설계시간의 단축 및 효과적인 경량화 달성을 위해서는 보다 효율적이며 범용화된 피로해석 기법의 개발이 필요하며 해석과정의 자동화도 반드시 이루어져야 할 과제이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.469-475
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• 2010

본 논문은 국내에서 개발중인 모노레일 대차 프레임에 대해 구조 안전성 및 피로강도를 평가하였다. 현재 모노레일 대차 프레임에 대한 평가기준은 없는 실정이며, 이에 구조 안전성 및 피로강도 평가는 유럽규격인 UIC 615-4 기준을 적용하여 수행하였다. 이때, 설계된 대차 프레임에 대해 각 하중조건에서의 변위 및 Von-Mises 응력 결과를 통해 구조 안전성을 평가하였다. 그리고 피로강도는 UIC 615-4 기준의 규정에 따라 조합 주 운용하중조건에 의해 평가되고, 일괄처리 기능을 갖는 winLIFE v3.1을 이용한 피로해석 결과와 비교 검증하였다. 본 연구를 통하여 설계된 대차 프레임은 구조적 안전성 및 피로강도를 만족하였으며, 일괄처리 기능을 갖는 피로해석은 조합하중을 이용한 기존 피로해석보다 더 효율적임을 확인하였다.

• 기계저널
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• 제29권2호
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• pp.118-124
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• 1989

피로파괴의 발생원인을 살펴보면 다음과 같이 4가지로 구별된다. (1) 설계불량 (2) 가공불량 (3) 소재불량 (4) 부적절한 사용 그러나 현재 기계설계시 일반적으로 형상계수 및 충격계수를 포함한 안전율을 여유있게 고려하기 때문에 피로강도가 간접적으로 설계시 반영되어 피로파괴는 주로 가공이나 원소재 불량 및 사용상의 부주의에 의한 경우가 대부분이다. 즉 기계가공 도중에 노치가 유입되어 응력집중을 발생시키거나, 규정된 표면처리 혹은 열처리가 이루어지지 못해서 재료의 피로강도가 저하한 경우가 많으며, 소재 역시 비금속 개재물이 다량 함유되어 있거나 열처리 특성이 조악한 소재가 사용되어 요구되는 강도를 확보하지 못한 경우도 많다. 그 반면 사용자 측에서도 설계강도를 무시한 과부하를 인가하거나, 부식환경 혹은 고온에서 사용하여 피로파괴를 촉진시키는 경우도 있으므로 사용자도 설계조건을 인식하여 그 한계를 넘지 않도록 해야 한다. 피로파괴는 단순한 원인에 의한 경우가 적고 복잡한 여러 형상이 중첩되는 경우가 많기 때문에 해석하기 어려운 경우가 많다. 결국 피로 파괴의 방지는 피로강도를 저하시킬 수 있는 요인들을 종합하여 설계단계에서부터 최종 사용단계까지 지속적인 관리에 의해서만 달성 될 수 있다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 1999년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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• pp.297-302
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• 1999

본 연구에서는 Post-Tensionging System용 정착구의 구성품인 2 Piece Wedge 와 3 Piece Wedge를 장착한 P.S 콘크리트 시험체의 피로 수명 예측과 피로수명 분포특성을 고찰하기 위하여 피로시험을 수행하였다. 피로 시험결과를 피로해석에 적합한 것으로 알려진 Weibull 분포에 적용하여 실험과 확률해석에 의한 회귀분석식 및 피로강도의 비교, 2 Piece Wedge 와 3 Piece Wedge 시험체의 안전계수, 응력수준별, 피로 수명 분포도, 응력 수준별, 파괴확률, 2 Piece Wedge 와 3 Piece Wedge의 위험 함수등을 고찰하였다. (중략)