• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권3호통권32호
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• pp.421-430
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• 1997

본 연구에서는 숏브라스트한 후 무기징크 페인트로 도장한 무기징크면, 연마면, 흑피면에 대하여 정적 및 피로시험을 수행하여 기존의 연구결과와 비교평가함으로써 마찰면의 표면상태에 따른 고장력볼트 마찰이음부의 정적 및 피로거동을 규명하고자 하였다. 본 연구의 목적을 달성하기 위하여 일련의 정적 및 피로시험을 실시하고 토크관리법의 타당성 평가, 미끄러짐계수의 도출, 도입축력의 감소률 규명, 피로강도의 평가, 마찰면의 압축력 분포 조사 등을 수행하였다. 본 실험결과와 기존 연구자들의 연구결과를 종합적으로 검토한 결과 볼트의 설계축력 도입을 위한 토크관리법은 타당하며, 시간경과 및 반복하중의 작용에 따른 축력감소율을 고려할 때 설계축력의 110%로 초기축력을 도입하도록 규정한 시방서 기준은 적합한 것으로 평가되었다. 시간경과에 따른 도입축력의 초기감소율은 경과시간의 상용로그에 비례하는 것으로 나타났으며, 도입직후 약 20시간이 경과하면 일정한 값으로 수렴되고 있음을 알 수 있었고 이들은 마찰면의 표면조도와는 상관관계가 없는 것으로 평가되었다. 미끄러짐계수는 연마면, 무기징크프라이머 도포면, 흑피면 순으로 크게 나타났으며 미끄러짐하중은 도입축력에 크게 좌우되나 도입축력이 크면 마찰면의 표면조도의 손상으로 인하여 미끄러짐계수가 작아져 도입축력과 미끄러짐하중 사이에는 선형적 비례관계가 성립되지 않음을 알 수 있었다. 마찰면의 압축력 분포를 조사한 결과 내측볼트 주변의 마찰면적이 외측볼트 주변보다 응력방향에 있어서 더 넓게 분포하고 있는 것을 알 수 있었으며, 이는 외측볼트로부터 마찰접합에서 지압접합으로 천이되고 있는 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.1908-1918
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• 1991

본 연구에서는 피로 잔류강도저하(fatigue residual strength degradation) 개념을 이용하여 복합재료의 잔류강도와 피로수명을 예측하고 실험을 통하여 비교 평 가하였으며, 설계시 고려되어야 할 인자를 파악하여 파손방지를 위한 유한 수명설계 및 손상허용설계의 기본자료를 집적함으로서 새로운 소재인 탄소섬유 강화 복합재료의 신뢰성 향상을 위한 개발과 고강도 경량화를 위한 이용설계에 활용할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.96-110
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• 1996

노후선박은 부식, 피로균열 등의 구조손상을 입고 있으며, 구조손상이 심각하면 중대한 해난사고를 초래할 위험성이 높다. 선각붕괴에 의한 선박의 침몰사고를 미연에 방지하기 위하여는 구조손상에 기인된 각종 불확실성을 고려한 노후선박의 최종강도 신뢰성을 평가할 필요가 있다. 본 논문에서는 부식에 의한 선체구조부재의 판두께 감소효과를 고려하여 선체구조의 최종강도를 기준으로한 신뢰성 평가기법을 제시하였다. 이를 위해 선체구조의 부식 속도모델을 선급에서 제시하는 데이타를 바탕으로 설정하고, 부식효과를 고려한 신뢰성 한계상태방정식을 도출하였으며, 최종강도 신뢰성은 SORM (second-order reliability method)을 적용하여 계산하였다. 본 기법을 이중선체 유조선에 적용하여 선령의 증가에 따른 단면계수 및 최종강도 신뢰성의 감소특성을 고찰하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제12권1호
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• pp.102-115
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• 1994

This paper is to evaluate the fatigue strength of lap joints of materials applied to LNG carrier cargo containment of GAZ-TRANSPORT(GT) type, which was welded by manual and automatic TIG welding process. The thicknesses of lapped members were 1.5mm/1.5mm or 1.5mm/0.7mm in Invar to Invar joint, and 1.5mm/8.0mm in Invar to stainless steel joint, respectively. These lap joints were mainly applied to the membrance fabrication of GT-LNG carrier. Fatigue tests of Invar/Inar lap joints were conducted under the stress ratio R=0 at room temperature. The effect of mean stress and cumulative fatigue damage on the allowable stress of Invar lap joint was evaluated on the basis of test results. Fatigue test was also conducted on Inver/Stainless steel lap joints welded by automatic TIG process without filler metals. The fatigue test of the joint was carried out under the same conditions as those of Invar/invar lap joints. The fatigue strength of the joint welded without filler metal was comparable to those welded with filler metal quoted from reference. The fatigue strength of Invar/stainless steel lap joint was only dependent on the lap throat thickness, and not on the welding process. Based on test results, the applicability of TIG welding process without filler metal in Invar/stainless steel lap joint was reviewed by controlling welding variables to assure the valid throat thickness of lap joints.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제21권1호
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• pp.49-58
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• 1997

The membrane type LNG tank is non self-supporting tank which consists of both primary and secondary membrane supported through the insulation boxes by the adjacent hull struc¬ture. Although the membranes are not structural member. They are subject to periodical cyclic loads due to the thermal expansion and other expansions or contraction of membrane. At the design stage of the tank, an analytical and experimental approach on the fatigue strengths of membrane and its welds is necessary in order to assist the designer and the inpector. In this study the evaluation method of fatigue strength of membrane type LNG tank is pre¬sented with FEM analysis and fatigue test of lap welds and it contains the following:1) The fatigue tests and preparation of design S - N curve for lap welds 2) FEM analysis of test specimens 3) Estimation of cumulative damage factor of lap welds 4) Guideline for inspection of lap welds of membrane type LNG tank As the results of analytical and experimental approaches in this study, the evaluation method of fatigue strengths of membrane type LNG tank is proposed, which is expected to be useful for design and inspection of membrane type LNG tank.

• 한국해양공학회지
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• 제32권3호
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• pp.151-157
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• 2018

Offshore structures are exposed to low- and high-frequency responses due to environmental loads, and fatigue damage models are used to calculate the fatigue damage from these. In this study, we tried to optimize the main parameters used in fatigue damage calculation to derive a new fatigue damage model. A total of 162 bi-modal spectra using the elliptic equation were defined to describe the response of offshore structures. To calculate the fatigue damage from the spectra, time series were generated from the spectra using the inverse Fourier transform, and the rain-flow counting method was applied. The considered optimization variables were the size of the frequency increments, ratio of the time increment, and number of repetitions of the time series. In order to obtain optimized values, the fatigue damage was calculated using the parameter values proposed in previous work, and the fatigue damage was calculated by increasing or decreasing the proposed values. The results were compared, and the error rate was checked. Based on the test results, new values were found for the size of the frequency increment and number of time series iterations. As a validation, the fatigue damage of an actual tension spectrum found using the new proposed values and fatigue damage found using the previously proposed method were compared. In conclusion, we propose a new optimized calculation process that is faster and more accurate than the existed method.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권4호
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• pp.299-307
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• 2011

The offshore plants such as FPSO are subjected to combination loading of environmental conditions (swell, wave, wind and current). Therefore the fatigue damage is occurred in the operation time because the units encounter the environmental phenomena and the structural configurations are complicated. This paper is a research for frequency domain fatigue analysis of wide-band random loading focused on accuracy of fatigue damage estimation regarding the proposed methods. We selected ideal bi-modal spectrum. And comparison between time-domain fatigue analysis and frequency-domain fatigue analyses are conducted through the fatigue damage ratio. Fatigue damage ratios according to Vanmarcke's bandwidth parameter are founded for wide-band. Considering safety, we recommend that Jiao-Moan and Tovo-Benasciutti methods are optimal way at the fatigue design for wide-band response. But, it is important that these methods based on frequency-domain unstably change the accuracy according to the material parameter of S-N curve. This study will be background and guidance for the new frequency-domain fatigue analysis development in the future.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.489-500
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• 1997

현재 국내에서 공용되고 있는 철도 교량은 약 3,000여개이며, 그 가운데 강교량이 차지하는 비율은 47% 정도로서 도로교에 비해 강교량이 차지하는 비율이 훨씬 높은 것을 알 수 있다. 또한, 강철도교의 장지간 교량의 대부분이 강판형과 트러스 형식을 채택하고 있으며, 이들 교량은 대부분이 30년 이상의 공용이력을 갖고 있어 각 교량에서 피로 및 부식에 의한 손상이 진행되고 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 강철도교의 내하력과 내구성에 기초한 유지관리의 구축 및 이들의 데이터 베이스화를 위한 기초적인 단계로서 철도교에서의 응력빈도 특성 및 충격의 영향을 조사하는 것을 목적으로 하고 있다. 이들을 수행하기 위해 강철도 교량을 대상으로 시험차량에 의한 동적 주행시험을 통하여 충격계수를 산정하였으며, 이로부터 교량지간별, 교량형식별 그리고 차량의 주행 속도별 충격의 영향을 평가하였다. 또한, 공용하중하의 실동응력파를 획득하고 Rainflow Counting Method에 의한 빈도해석을 실시하여 응력범위 히스토그램을 산출하였으며, 트러스 형식별, 통과 열차별, 구조 부재별에 따른 응력분포 특성을 비교, 고찰하였으며, 이로부터 피로손상의 정도를 평가하였다. 그 결과, 트러스교에 있어서는 하현재와 세로보의 응력범위가 가장 큰 것으로 나타났으며 응력빈도 분포의 형태는 교량의 형식, 하중체계 그리고 통과량에 따라 크게 달라짐을 알 수 있었다. 또한 충격의 영향은 지간뿐만 아니라 차량의 주행속도에 크게 좌우됨을 알 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제28권6호
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• pp.993-999
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• 2004

The estimation of fatigue life at the design stage of membrane type LNG tank is very important in order to arrive at feasible and cost effective solutions considering the total lifetime of the tank. In this study, the practical procedure of fatigue life prediction by use of cumulative damage factors based on Miner-Palmgren hypothesis and probability density function has been shown with the corner region of Gaz Transport Membrane type LNG tank being used as an example. In particular the parameters of Weibull distribution that determine the stress spectrum are discussed. The main results obtained from this study are as follows: 1. The recommended value for the shape parameter of Weibull distribution for the LNG tank is 1.1 in case of using the direct calculation method proposed in this study. 2. The calculated fatigue life is influenced by the shape parameter of Weibull distribution and stress block. The safe fatigue design can be achieved by using higher value of shape parameter and the stress blocks divided into more stress blocks.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권3호
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• pp.344-354
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• 2007

The objective of this study is to investigate the effect of arbitrarily located defect around the circular hole in the aircraft structural material such as Al/GFRP laminates and monolithic Al alloy sheet under cyclic bending moment. The fatigue behavior of these materials may be different due to the defect location. Material flaws in the from of pre-existing defects can severely affect the fatigue crack initiation and propagation behavior. The aim of this study is to evaluate effects of relative location of defects around the circular hole in monolithic Al alloy and Al/GFRP laminates under cyclic bending moment. The fatigue behavior i.e., the stress concentration factor($K_t$), the crack initiation life($N_i$), the relationship between crack length(a) and cycles(N), the relationship between crack growth rate(da/dN) and stress intensity factor range(${\Dalta}K$) near a circular hole are considered. Especially, the defects location at ${\theta}_1=0^{\circ}\;and\;{\theta}_2=30^{\circ}$ was strongly effective in stress concentration factor($K_t$) and crack initiation life($N_i$). The test results indicated the features of different fatigue crack propagation behavior and the different growing delamination shape according to each location of defect around the circular hole in Al/GFRP laminates.