• 동력기계공학회지
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• 제16권4호
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• pp.66-73
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• 2012

본 연구는 횡방향 TIG 용접된 Al6013-T4 알루미늄 합금 용접부의 피로균열전파거동에 미치는 용접후열처리(PWHT)의 영향을 조사하는 것이 주목적이다. 기초적으로 인장시험, 경도 및 미세조직이 조사되었으며, 피로균열전파거동을 고찰하기 위한 피로 시험은 모두 중앙균열인장(CCT) 시험편에 대하여 수행되었다. T82열처리에 있어서 시효시간은 피로균열전파율, 인장강도 및 경도에 대단히 민감함을 나타내었으며, 모재와 열영향부재의 경우가 용접재보다 기계적 성질이 우수하였다. 횡방향 TIG 용접한 Al6013-T4 시험재의 용접후열처리 조건에 따라서 피로균열전파 저항에는 차이가 나타났으며, 본 실험의 조건하에서 24시간 인공시효 PWHT-82 시험편이 피로균열전파 저항이 가장 우수한 결과를 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권6호
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• pp.775-782
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• 2013

본 연구에서는 마찰교반용접재의 피로균열전파 거동의 공간적 불규칙성을 고찰하기 위한 연구의 일환으로써, 최적의 조건에서 마찰교반용접된 7075-T651 알루미늄 합금 용접부의 LT-방향의 각각 5개의 피로균열전파 시험편에 대하여 일정 응력확대계수범위 제어하의 피로균열전파 실험을 수행하여 마찰교반용접부의 교반용접부재(WM)와 열영향부재(HAZ) 그리고 모재(BM)에 대한 피로균열전파 거동을 실험적으로 고찰하였다. WM재의 피로균열전파율이 가장 빠르게 나타났으며, 그 다음 HAZ재와 WM재 순으로 나타났다. 게다가 시험편간 피로균열전파율의 변동성은 WM시험편에서 가장 높았고, 반면 BM재에서 가장 낮게 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권12호
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• pp.1317-1323
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• 2014

본 연구의 목적은 마찰교반용접된 Al7075-T651의 피로균열전파 거동에 미치는 시험편의 채취방향의 영향을 고찰하기 위한 것이다. 피로균열전파 실험은 마찰교반용접된 공시재로부터 모재와 용접재에 대하여 CT 시험편을 채취하여 일정응력확대계수범위 제어하에서 수행되었다. 균열이 용접선에 수직하여 전파하는 것(TL 시험편으로 명명)과 균열이 용접선과 나란히 전파하는 시험편(LT 시험편으로 명명)에 대하여 3가지 다른 응력확대계수범위에서 실험이 수행되었다. 시험편의 채취 방향에 따라 피로균열전파거동에 주요한 영향을 미침을 알 수 있었다. Paris 법칙에 적합시킨 결과 지수 m값은 WM-LT 시험편이 3.56으로 가장 높게 나타났다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제6권3호
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• pp.43-55
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• 1988

An experimental study was carried out to identify the fatigue fractue behavior of weld zone in generally rolled steel for marine structure. The bending an shear loads were applied simultaneously on the specimens to simulate real load condition for marine structure. The effect of the stress intensity factor under mode I with II loading condition on the initiation and the propagation of a crack were investigated, with particular emphaiss on mode II. When the $K_{II}$ stress intensiy factor in mode II was applied under mode I load condition, the growth behavior of a crack seems to be affected mainly by the anisotropic characteristic of materials. Especially, when the crack was located in and near the weld zone and parallel to th weld line, the propagation behaviour was turned out to be quite different from that of the base metal along the direction transverse to the weld line. In general, the propagation veiocity of the cracks in and near the weld zone was found to be slower that the velocity in base metal.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권9호
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• pp.1109-1116
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• 2013

본 연구의 목적은 마찰교반용접된 7075-T651 알루미늄 합금 용접부에 대한 피로균열전파율의 공간적 불규칙성을 고찰하기 위한 것이다. 본 연구에서는 이전의 피로균열전파 실험 데이터를 활용하였다. 피로균열전파율의 공간적 불규칙성을 명확히 이해하기 위하여, 피로균열전파 실험은 일정 응력확대 계수범위 제어하에서 수행되었다. 재질, 즉 마찰교반용접된 7075-T651 알루미늄 합금 용접부의 용접재와 모재에 대하여 피로균열전파율의 공간적 불규칙성을 조사하기 위하여 실험 데이터가 해석되었다. 결론적으로 용접재의 변동성이 모재의 변동성보다 높게 나타났으며, Weibull 통계 해석에 의하여 변동성을 평가할 수 있음을 알았다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.182-187
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• 2000

The application of fracture mechanics have traditionally concentrated on cracks leaded by tensile stresses, and growing under an opening or mode I mechanism. However, many cases of failures occur from growth of cracks subjected to mixed mode loading. Several criteria have been proposed regarding the crack growth direction under mixed mode loadings. This paper is aimed at prediction of fatigue crack growth behaviour under mixed mode(I+II) in two dimensional branched type precrack. In this paper, the maximum tangential stress(MTS) criterion was used to predict crack growth direction. Not only experiment but also finite element analysis(FEA) was carried out. The theoretical predictions were compared with experimental results in this paper

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.686-691
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• 2016

용접강구조물에서는 용접비드와 같은 응력집중부가 많이 존재한다. 또한 용접부에서는 용접결함이 발생할 가능성이 많다. 반복적인 피로하중이 응력집중부에 작용하면 응력집중부에서 피로균열이 발생하고, 발생된 균열의 전파에 의해 피로파괴사고를 일으킨다. 따라서 피로파괴사고를 미연에 방지하기 위하여 균열발생수명과 균열전파수명과 같은 피로수명의 파악이 필요하다. 본 연구에서는 피로균열전파특성 연구에 사용되는 컴플라이언스를 도출하였다. 이 컴플라이언스는 피로균열의 자동화 측정에 활용할 수 있다. 본 연구에서는 CT시험편에 대하여 in-house FEM program을 사용하여 컴플라이언스를 계산하였다. 이 계산결과는 저자의 앞선 연구에서 본 프로그램을 사용하여 계산한 J integral의 계산결과와 대비하여 a/W와의 관계를 제시하였다. 그리고 또한 CT시험편 Back Face의 중앙부로부터 위아래 방향의 스트레인 분포에 계산을 실시하였다. 이 분포에서는 중심으로부터 위아래로 갈수록 스트레인이 감소하는 경향을 나타내었다. 이상의 계산과정으로부터 균열진전시험의 자동수행을 위한 컴플라이언스를 얻을 수 있었다. 이것으로부터 CT 시험편의 피로균열진전시험의 자동화에 활용이 가능하게 되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.42.1-42.1
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• 2009

오스테나이트 스테인리스강은 우수한 내식성 및 기계적 특성으로 인해 구조용 재료로 널리 사용되고 있다. 표준원전 경수로의 경우 가압기 밀림관소재로 Nb 안정화 오스테나이트 스테인리스강인 type 347 스테인리스강이 사용되고 있다. 그러나 원전배관에서는 운전중 배관내 온도편차에 의한 열응역과 하중변화에 의한 기계적하중에 의해 피로손상을 받는다. 일반적으로 범용 오스테나이트 스테인리스강(AISI 304, 316)의 피로균열 성장거동에 대한 연구결과는 국내외적으로 다수 축적되어 있으나 type 347 탄소, 질소 함량에 따른 기계적 특성 및 피로균열성장 연구는 매우 미비하다. 따라서 본 연구에서는 탄소와 질소의 함량에 따른 기계적거동을 평가하고, 이에 따른 피로균열전파속도를 관찰하여 스테인리스강의 정확한 피로균열전파속도 곡선을 제시하고자 한다. 실험에 사용된 시편은 두께 5mm, 폭 25.4mm CT시편을 사용하였으며, 1mm의 예비균열을 주었다. 그리고 실험온도는 상온과 원전가동온도인 $316^{\circ}C$에서 실시하였으며, 주파수는 10Hz를 주었다. 실험결과 각 함량에 따른 type 347의 미세조직 관찰결과 기지내에 압연방향을 따라 조대한 석출물의 흐름이 관찰되었으며, 크기나 분포가 큰 차이를 보였다. C+N 함량이 낮은 시편은 주로 $0.1\;{\mu}m$ 이하의 미세한 입자들이 오스테나이트 기지조직의 입내와 입계에 고르게 분포되어 있었다. 그러나 C+N 함량이 높은 시편의 경우에는 $0.1\;{\mu}m$ 이하의 미세한 입자들과 함께 국부적으로 $1\sim10\;{\mu}m$의 조대한 입자들이 분포하고 있는 것이 관찰되었다. 그리고 질소의 함량이 높아짐에 따라 인장강도는 증가하였으며, 피로시험결과 고온에서 실험한 피로균열성장률 곡선이 상온보다 높게 나타남을 확인할 수 있었다. 그리고 질소가 적게 첨가되고 탄소의 함량이 많을수록 피로균열성장률은 ASME 곡선보다 낮게 나타났다.

• Composites Research
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• 제12권3호
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• pp.1-7
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• 1999

Al2024-T3 판재에 카본/에폭시(carbon/epoxy) 라미네이트를 섬유배열 방향 $0^{\circ}$/$90^{\circ}$ 및 $\pm$$45^{\circ}$로 2 Plies 보강하여 CPAL(Carbon Patched ALuminum alloy)재를 제작하고, 응력비 R=0.2, 0.5에서 피로균열전파 실험을 실시하였다. X-Ray와 초음파 C-Scan 장비를 이용하여 A/2024-T3 판재의 균열과 CFRP 라미네이트 박리 거동을 조사하여 피로균열 지연 거동과 지연기구(mechanism)를 연구하였다. A/2024-T3 시험편에 비해서 CPAL 시험편은 피로균열전파속도가 현저하게 지연되었으며, 지연 정도는 $0^{\circ}$/$90^{\circ}$ CPAL이 $\pm$$45^{\circ}$ CPAL 시험편보다 크고, 응력비 R=0.2에서 응력비 R=0.5보다 크게 나타났다. CPAL 시험편의 피로균열 지연 효과는 균열후방의 박리 및 비박리 CFRP 라미네이트가 A/2024-T3 판재의 균열열림(COD)을 감소시키는 균열브리징미케니즘(crack bridging medhanism) 때문에 발생함을 확인하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제9권5호
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• pp.73-79
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• 2000

The applications of fracture mechanics have traditionally concentrated on cracks loaded by tensile stresses, and growing under an opening or mode I mechanism. However, many cases of failures occur from growth of cracks subjected to mixed mode loading. Several criteria have been proposed regarding the crack growth direction under mixed mode loadings. This paper is aimed at investigation of fatigue crack growth behaviour under mixed mode(I＋II) with variation of angle and pre-crack length in two dimensional branched type precrack. Especially the direction of fatigue crack propagation was predicted and effective stress intensity factor was calculated by finite element analysis(FEA. In this paper, the maximum tangential stress(MTS) criterion was used to predict crack growth direction. Not only experiment but also finite element analysis was carried out and the theoretical predictions were compared with experimental results.