• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.646-652
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• 2014

본 논문의 목적은 AZ31 마그네슘합금의 균열성장거동의 경향을 묘사할 수 있는 실험적 피로균열전파모델을 시편두께 조건에서 평가하여 적합한 모델을 제시하는 것이다. 평가에 사용된 실험적 모델은 Paris-Erdogan 모델, Walker 모델, Forman 모델, 수정된 Forman 모델이며, 각 모델의 파라미터를 통계적으로 추정하기 위하여 최우추정법을 사용하였다. 두께조건이 피로균열전파거동 예측에 미치는 영향을 고려하면서 적합한 모델을 평가하기 위해 시편두께의 3가지 조건을 변화시키면서 피로균열전파실험을 수행하여 통계적 균열성장 데이터를 획득하였다. 시편두께 조건에 따라 마그네슘합금의 균열성장거동의 경향을 잘 묘사하는 모델은 Paris-Erdogan 모델과 Walker 모델이며, 모델의 파라미터 중 피로균열성장속도지수는 시편두께가 4.75mm와 6.60mm 조건에서 재료상수가 될 수 있음을 밝혀내었다. 그러나 시편두께가 두꺼운 경우에는 양상에 차이를 보이므로 모델 선정 시 신중한 판단이 요구된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.415-422
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• 2001

본 연구에서는 반복하중을 받는 철근콘크리트보의 피로현상에 피로의 지속으로 인한 크리프 특성을 고려함으로서 실제의 반복사용하중상태에서 크리프와 피로가 공존하는 것을 반영하여 모델을 구성하였다. 반복크리프 모델에서, 철근 콘크리트 보의 휨손상 진행에 따른 압축영역의 손상속도를 정확히 대표할 수 있는 반복크리프 지수(n)의 특성을 도입하여 평가하였다. 이 지수는 크리프특성의 지수 n$_1$과 피로특성의 지수 n$_2$로 구분하였다. 모델의 적정성을 평가하기 위하여 철근콘크리트보의 피로실험을 수행하였으며, n$_2$의 경우 보통강도에서 고강도까지 콘크리트의 강도와 하중크기를 주요변수로 실험하였다. 본 실험결과로부터 반복하중에 의한 크리프모델의 지수를 결정하였다. 본 연구에서 제시된 반복크리프모델은 철근콘크리트 보의 피로손상의 누적과 처짐거동을 잘 설명할 수 있는 것으로 나타났으며, 앞으로 이들 부재의 피로거동해석에 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제15권3호
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• pp.217-222
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• 2009

선박을 운항하는 항해사의 피로도(Fatigue)는 안전항해와 매우 밀접한 관계를 가지고 있다. 또한, 당직항해사의 피로는 중대한 해양사고를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 항해사의 근무환경, 피로유발요인 및 피로증세 등에 대하여 문헌조사를 실시하였다. 그리고 실습항해사를 대상으로 졸음, 정신적 육체적 작업부하도에 대한 피로도 관련 설문조사를 실시하고 그 결과를 분석하였다. 마지막으로 이와 같은 피로도 조사 및 설문조사 분석결과를 바탕으로 항해사의 피로도 분석항목을 선정하고 이를 기반으로 향후 항해사의 업무수행능력을 평가하기 위한 피로도 분석모델을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1361-1368
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• 2011

응력확대계수비와 하중 주파수가 각각 'R=0.1, f=0.1 Hz', 'R=0.3, f=0.3 Hz' 및 'R=0.5, f=0.5 Hz'인 세가지 하중 조건에서 피로균열전파 실험을 하였으며 이를 바탕으로 고성능 강재의 피로균열전파거동 분석과 피로수명평가를 수행하였다. 하중 조건에 따른 피로균열전파거동을 모사하기 위해 수정된 Forman 모델을 제안하였으며 제안된 모델은 하한 응력확대계수폭과 균열 닫힘 현상에 의한 유효 응력확대계수폭을 고려함으로써 거동의 전 영역을 모사할 수 있었다. 응력확대계수비와 하중 주파수가 0.1 인 경우, 균열이 약 5.0 mm 전파될 때 피로수명을 평가한 결과, Forman 모델은 8,814 cycles, 수정된 모델은 12,292 cycles 의 계산결과를 얻었으며, 이를 12,774 cycles 의 실제 실험결과와 비교할 때 수정된 Forman 모델이 실제 피로균열전파거동을 보다 효과적으로 모사하고 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.129-137
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• 2003

케이블 구조물에 사용되는 케이블은 길이가 길다는 특징을 갖고 있으므로 케이블의 피로 데이터 처리를 위해서는 일반적으로 구조물을 구성하는 강재 요소에 적용되는 통계모델과는 다른 모델을 적용하는 것이 합리적이라 할 수 있다. 즉 케이블과 같이 길이가 긴 요소에서 피로수명에 크게 영향을 미치는 시편의 길이를 포함할 수 있는 모델, 즉 대수정규분포모델과 기존의 극치분포모델을 길이효과를 고려할 수 있도록 유도하여 기존의 케이블 피로 실험 데이터에 적용해 봄으로써, 케이블이 사용되고 있는 실제 구조물에서 케이블의 피로거동을 예측 또는 평가하는 데에 적합한 모델을 제시한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권4호
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• pp.379-386
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• 2012

본 논문의 주 목적은 확률변수의 잔차를 이용하여 제안된 확률론적 피로균열전파모델들을 평가하고 Mg-Al-Zn 합금의 확률론적 피로거동을 묘사하기에 적합한 모델을 제시하는 것이다. 제안된 모델은 '확률론적 Paris-Erdogan 모델', '확률론적 Walker 모델', '확률론적 Forman 모델'과 '확률론적 수정 Forman 모델'이다. 이 모델들은 실험적 피로균열전파모델인 Paris-Erdogan 모델, Walker 모델, Forman 모델과 수정 Forman 모델에 확률변수를 도입하여 준비하였다. Mg-Al-Zn 합금의 피로균열전파거동을 묘사하기에 적합한 모델은 일반적으로 '확률론적 Paris-Erdogan 모델'과 '확률론적 Walker 모델'임을 밝혔으며, 시편두께 9.45mm 에서는 '확률론적 Forman 모델'이 적합하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권5호
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• pp.599-606
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• 2022

공용 중 강교량의 피로 평가에 활용할 수 있는 현장계측 데이터에는 대표적으로 변형률 계측과 Brigde Weight-In-motion (BWIM)이 있다. AASHTO The Manual For Bridge Evaluation에 따라, 대상 교량에서 계측된 데이터로부터 피로 상세에 가해지는 유효응력범위 및 반복응력 횟수를 추정할 수 있다. 추정된 유효응력범위와 반복응력 횟수를 통해 피로 손상 누적에 의한 신뢰도분석을 수행할 수 있다. 하지만 현장계측 데이터로부터 유효응력범위 및 응력범위 반복횟수를 추정하는 절차가 평가규정에 구체적으로 제시되어 있지 않고, 계측 데이터의 종류 또는 처리방법에 따른 피로 평가결과의 차이를 정량적으로 비교한 연구는 아직 미비한 실정이다. 본 연구에서는 공용 중 교량에서 동시에 계측한 변형률계 및 BWIM 데이터를 활용하여 피로 신뢰도평가를 수행하여, 활용되는 현장계측 데이터의 종류에 따른 평가결과의 차이에 대해 정량적으로 검토하였다. 이때, BWIM 데이터를 활용한 피로 신뢰도평가 시 구조해석모델의 정밀성이 평가결과에 미치는 영향을 검토하기 위해 평가 대상 교량의 뼈대요소 해석모델과 Shell-Solid 해석모델을 구축하였다. 또한, BWIM 데이터로부터 유효응력범위와 반복응력 횟수를 추정하기 위한 두 종류의 데이터 처리 방법을 정의하였으며, 이로 인한 피로 신뢰도 차이 역시 검토하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권1호
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• pp.35-40
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• 2019

본 연구의 목적은 항공기 구조개발에 널리 적용되고 있는 탄소섬유 복합재의 피로특성을 확인하고, 실기체 피로시험에 활용되고 있는 자료를 획득하는 것이다. 복합재 구조의 내구성 및 손상허용성의 평가는 주로 피로시험을 통하여 이루어지며, 실기체 피로시험에 적용되고 있는 파라미터에는 피로수명계수와 하중증대계수가 있다. 탄소섬유/에폭시 일방향 및 직물형 복합재로 시편을 제작하였으며, 응력비와 적층패턴을 달리하여 피로시험을 수행하였다. Sendeckyj 모델을 적용한 와이블 분포와 개별적인 피로수명에 대한 와이블 분포를 이용하여 형상 파라미터를 분석하였다. 또한 신뢰도를 고려한 피로수명계수와 하중증대계수를 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.339-346
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• 2019

강철도교에 대한 확률기반 피로 수명 평가를 위한 많은 연구들이 그간 있어 왔지만, 대부분 상대적으로 단순한 피로 균열 진전 모델을 기반으로 한 연구들이었다. 이 모델은 최소 응력이 0이고 일정한 응력변동 진폭을 가정하기 때문에, 철도교의 피로수명 평가에는 적합하지 않다. 따라서 본 연구에서는 보다 고도화된 균열 진전 모델을 이용해 강철도교의 피로 수명을 평가하는 새로운 확률기반 기법을 제안하였다. 또한 이 기법은 철도교에서 흔히 발생하는 다양한 하중 변동 진폭을 rainflow cycle counting algorithm을 사용해 고려할 수 있어, 보다 현실적인 피로 수명을 평가할 수 있다. 제안된 기법을 강철도교 예제 모델에 적용하여 피로 수명을 주요 부재 및 시스템에 대해 평가하였다. 또한 다양한 활하중-사하중 비가 피로 수명에 끼치는 영향을 분석하였으며, 그 결과 활하중-사하중 응력 비가 0에서 5/6까지 증가함에 따라 부재와 시스템 수준 모두에서 피로 수명이 30년 내외까지 줄어드는 것을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.273-282
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• 2010

이 연구는 기존 모델에 대한 검증 및 국내에서 생산되고 있는 철근이 반복하중을 받는 경우의 파괴특성에 대한 적합한 모델을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이 논문은 철근콘크리트 하부구조(파일과 교각)에 배근된 축방향철근에 대한 저주파 피로 거동에 대한 모델링을 다루었고, 전체 81개의 저주파 피로 실험 데이터에 기초하여 저주파 피로 모델을 제안하였다. 제안된 저주파 피로 모델을 적용하여 비선형해석 프로그램을 개발하였고 원형 기둥 실험체에 대한 6개의 실험 결과를 대상으로 비선형 해석을 적용하고 제안모델의 정확성을 평가하였다.