• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.702-709
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• 2018

노후화된 자갈궤도를 콘크리트 궤도로 개량하는 급속경화궤도 기술이 개발되어 일반철도 및 도시철도의 토공 및 터널 현장에 적용되고 있다. 프리스트레스 방식으로 제작되는 콘크리트 침목에는 일반적으로 보강 개념의 철근이 적용되지 않는다. 그러나 철도 현장에 부설된 침목 다수에서 균열 발생 사례가 관찰되고 있다. 급속경화궤도 시스템의 주요 구성품 중 하나인 광폭침목은 이러한 문제가 발생되지 않도록 자갈궤도 및 콘크리트 궤도 상태에서 구조적인 안전성이 보장되어야하며 균열 저항성이 확보되어야 한다. 특히 포스트텐션 방식으로 제작되는 광폭침목은 반드시 레일 좌면부에 인장부 보강철근이 적용되어야 한다. 본 논문에서는 급속경화궤도용 광폭침목의 보강철근 적용 유무에 따른 침목의 보유 휨 내력 및 균열저항 성능을 비교 및 평가하기 위하여, 정적 및 동적 휨강도 시험, 피로 시험을 실시하였다. 시험 결과 광폭침목 레일 좌면부에 주재료인 강봉 뿐만 아니라 소수의 보강철근을 적절하게 배치할 경우 균열발생 억제 및 균열폭 확대 지연, 휨 파괴 지연 효과를 확인할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제8권11호
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• pp.993-998
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• 1998

본 연구는 형상기억합금을 이용하여 제조한 신소재 중의 하나인 형상기억복합재료를 소개하고자 한다. 이 복합재료는 TiNi 섬유의 형상기억효과로 금속복합재료의 취약점이라 할 수 있는 기지와 섬유간의 열팽창차이로 인한 인장잔류응력을 제거하고 기지내에 압축잔류응력을 발생시켜 높은 인장강도를 갖는다. 따라서 본 연구에서는 용탕단조법으로 복합재료를 제조한 후 미세조직을 관찰하고 TiNi 섬유의 역변태온도 이상에서 피로실험을 수행하여 복합재료의 피로특성을 검토하였다. 이 결과 363K에서의 피로균열전파제어효과는 섬유체적률과 예변형에 의하여 증가된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.260-269
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• 2014

본 논문의 목적은 철도교량 단부 전환부 궤도의 구조적 거동특성을 평가하는 것이다. 국내 고속철도 교량상 궤도표준단면을 이용하여 전환부 궤도구조를 설계 및 제작하여 피로시험 전, 후에 대한 전환부 궤도시스템의 중립축 및 동특성(고유진동수 및 감쇠비)의 변화를 비롯하여 피로균열 발생경향을 수치해석 결과와 비교, 검토하였다. 연구결과, 국내 고속철도 궤도설계기준을 준용하여 설계한 전환부 궤도시스템에 대한 동특성을 실험적으로 산정하였으며 국내 철도하중 및 충격효과를 고려한 피로하중에 대한 구조적 건전성을 실험 및 해석적으로 입증하였다.

• 터널과지하공간
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• 제22권2호
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• pp.77-85
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• 2012

피로파괴는 반복적인 하중에 의해 재료 내에 균열이 발생하고, 진전함에 따라 재료의 물성이 약화되어 최종적으로 파괴에 이르는 현상을 말하며, 일반적으로 반복적인 하중이 가해지는 기계나 구조물 등은 피로파괴를 고려한다. 암반구조물의 경우 일반적으로 동적인 반복하중에 의한 피로파괴보다는 정적인 크립에 의한 피로 파괴를 경험하는 경우가 대다수이다. 그러나 압축공기와 같은 물질을 지하에 저장하는 경우 물질의 입 출에 의한 내부 압력의 변화가 발생하기 때문에 지하저장시설이 위치하는 암반과 내부 콘크리트의 동적 피로파괴 특성을 검토해야한다. 본 연구에서는 복공식 지하 압축공기에너지 저장공동 내부에 설치되는 콘크리트 라이닝의 반복굴곡하중에 대한 물성변화와 플러그가 설치된 경계에서의 반복전단하중에 대한 물성변화를 실험적인 방법에 의해 알아보았다. 반복전단시험을 통해 적절한 수직응력에서 평면 인터페이스의 플러그도 역학적인 안정성을 확보할 수 있음을 알 수 있었다. 반복굴곡시험에서는 반복재하에 따른 콘크리트 라이닝의 강도저하 현상을 확인하였으며, 이로부터 S-N 곡선을 구하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.275-285
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• 2015

본 연구에서는 초고성능 섬유보강 콘크리트(UHPFRC)가 적용된 프리캐스트 바닥판 접합부의 피로성능을 실험적으로 평가하였다. 단순화된 철근 이음상세 및 접합부 형상에 따라 4가지 타입의 대형 실험체가 각각 동일하게 2개씩 제작되었으며 접합부에서의 철근 이음길이는 철근직경의 10배로 배근되었다. 각 실험부재 형식에 대하여 휨하중 재하에 의한 실험체의 파괴 시까지 접합부의 거동을 관찰하였으며, 이후 2백만 회 반복하중 재하를 통하여 접합부의 피로거동을 평가하였다. 휨 실험 시 짧은 이음길이의 적용하였음에도 이음철근은 항복변형률 이상의 인장변형을 나타냈으며 실험부재의 파괴 시까지 철근 이음에 관련된 파괴현상은 발생하지 않았다. 또한, 피로실험 시 하중재하에 의한 초기균열 외에 추가적인 손상의 진행이 없었으며 반복 하중에 의한 철근의 발생응력 변화량은 피로허용범위를 초과하지 않았다. 이러한 실험결과는 본 연구에 사용된 모든 실험부재가 만족할만한 피로성능을 가지고 있음을 의미하며, 프리캐스트 바닥판의 채움재를 UHPFRC로 사용할 경우 초고성능 재료의 우수한 역학성능에 의하여 철근이음 상세의 단순화 및 접합부 폭 감소가 가능하다는 것을 나타내는 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.179-186
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• 2010

철근과 콘크리트의 부착은 콘크리트와 철근의 일체거동에 의한 안전성 확보를 위해서도 필요하지만, 적정수준의 연성을 확보하여, 부재의 거동을 조절하기 위해서도 필요하다. 현재까지 반복하중 하에서의 부착응력-슬립관계에 대한 연구는 진행되어 왔으나, 철근 부식이 이루어진 경우의 반복하중 하에서의 부착응력-슬립관계에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서 이 연구에서는 부식된 철근의 부착 실험을 통하여 단조하중과 반복하중 하에서의 부식률에 따른 부착응력-슬립 관계를 살펴보았다. 실험결과로부터 철근 부식은 할열 균열이 발생하기 전까지는 단조하중에서의 부착강도를 증가시키는 것을 확인하였다. 그리고 반복하중 횟수와 반복하중 하에서의 슬립 및 잔류슬립을 이중로그스케일로 도시한 결과, 철근 부식이 있는 경우에도 철근 부식이 없는 경우와 마찬가지로 선형 관계임을 확인하였다. 그리고 부식에 의한 균열이 발생하지 않는 한, 철근 부식이 반복하중 재하 이후의 부착강도 및 부착강도에서의 슬립 등 부착 특성에 영향을 미치지 않는 것도 알 수 있었다. 마지막으로, 철근 부식으로 인한 균열이후에서의 응력수준에 따른 피로수명은 급격히 감소하는 것을 확인하였다. 이 연구에서 제시하는 철근 부식을 고려한 반복하중 하에서의 부착응력-슬립의 관계는 철근콘크리트 구조물의 내구수명 예측 시 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.1-7
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• 1996

용접이음부재에서 피로강도에 큰 영향을 미치는 용접부의 응력집중계수를 추정하였다. 여기서는 하중전달형 십자필렛용접이음부를 그 대상으로 하였다. 필렛용접이음부에서 토우파괴를 일으키는 피로균열발생부인 용접토우부의 응력집중계수를 구하기 위해 인장하중하에서 토우부의 적정 요소 크기를 검토하고 여러 파라메타들의 값을 변화시켜 유한요소 응력해석을 수행하였다. 즉 용접토우부의 형상인 토우각 및 곡률반경의 영향과 용입부족부 길이의 변화를 동시에 고려한 응력집중계수를 정량적으로 구하였다. 그리고 그 결과를 이용하여 응력집중계수 추정식을 유도하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제23권4호
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• pp.453-461
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• 1999

The estimation of fatigue life at the design stage is very important in order to arrive at feasible and cost effective solutions considering the total lifetime of the structure and machinery compo-nents. In this study the practical procedure of prediction of fatigue life by use of cumulative damage factors based on Miner-Palmgren hypothesis and probability density function is shown with a $135,000m^3$ LNG tank being used as an example. In particular the parameters of Weibull distribution taht determine the stress spectrum are dis-cussed. At the end some of uncertainties associated with fatigue life prediction are discussed. The main results obtained from this study are as follows: 1. The practical procedure of prediction of fatigue life by use of cumulative damage factors expressed in combination of probability density function and S-N data is proposed. 2. The calculated fatigue life is influenced by the shape parameter and stress block. The conser-vative fatigue design can be achieved when using higher value of shape parameter and the stress blocks divded into more stress blocks.

• 산업기술연구
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• 제31권A호
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• pp.45-51
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• 2011

A study has been made on defects which are formed in manufacturing processes of engine bearing and also on fatigue crack growth behavior in each step of bearing metal manufacturing. After the first step (sinter brass powder on steel plate ; Series A) many voids are made on brass surface and its size is decreased at the second step (rolling process of sintered plate ; Series B). After the third step (re-sintering step of brass powder and rolling ; Series C) the number of voids is decreased and its type shows line. The time of fatigue crack initiation and the growth rate of fatigue crack are in order of Series A, Series B, Series C. These reasons are that void fosters the crack initiation and growth, and residual stress made by rolling process affects on the crack growth rate in Series B, C. In forming and machining processes by use of final bearing metal, crack was observed at internal corner of flange and peeling off was observed at interface between steel and brass. Owing to the above crack and peeling off, it is considered that there is a possibility of fatigue fracture during the application time.

• 한국해양공학회지
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• 제8권2호
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• pp.141-150
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• 1994

In designing, the strength of tubular joint has been an important problem for integrity of steel structures in which many tubular members are used. This paper presents the results of FEM analysis on stress concentration and fatigue crack initiation life for two types of tubular joints. One is circular and rectangular T type joints which consist of circular brace and rectangular chord. Another is circular and circular T type joints which consist of circular brace and circular chord. FEM analyses were performed under the axial load and in-plane bending moment. The fatigue crack initiation life can be estimated by using $\varepsilon$-N curve and by applying the Palmgren-Miner linear damage rule. According to the results, the stress concentration factor(SCF) of circular and rectangular joints is higher than that of circular and circular joints. The fatigue crack initiation lives of circular-circular joints and circular-rectangular joints were calculated.