• Composites Research
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• 제14권3호
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• pp.1-9
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• 2001

피로 손상을 입은 복합재료 적층보의 모재 균열로 인한 유효 휨 강성 저하 모델를 제시하고 이 모형에 대한 고유 진동수 변화를 예측하는 새로운 비파괴 예측 모델을 개발하였다. 인장 하중하에서 피로 손상을 입은 직교 복합재료 적층보의 고유진동수는 유효 휨 강성 저하를 $0^{\circ}$층과 $90^{\circ}$층의 탄성 계수와 함수 관계로 둠으로서 복합재료 적층보의 피로수명을 예측하였다. 피로 하중하에서 복합재료 적층보의 $90^{\circ}$층 탄성 계수 저하와 다른 층($0^{\circ}$층)에 본래 갖고 있는 탄성 계수를 적층판 이론에 적용하여 유효 휨 강성을 유도하였다. 직교 복합재료 적층보에 대해 피로 실험시 초기의 파단 양상은 대개 $90^{\circ}$층에서의 모재 균열이 지배적으로 나타나는데, 이를 이용하여 고유진동수 감소 모델은 직교 복합재료 적층보에서의 고유진동수 대 피로 사이클 곡선을 나타낼 수 있었다. 이와 같은 고유진동수 감소 모델의 타당성을 입증하기 위하여 $[{90}_2/0_2]_s$ 탄소섬유/에폭시 복합재료 적층보에 대한 진동 실험을 수행하였다. 본 모델의 예측 결과와 실험 결과가 잘 일치하는 바 본 논문에서 제시한 강성 저하 모델의 타당성을 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권5호통권66호
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• pp.475-487
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• 2003

본 연구는 선형탄성 파괴역학적 방법을 사용하여 피로 손상을 평가할 수 있는 해석모델을 개발하는데 있다. 트럭 한 대가 교량상부를 통과할 때 부재에 발생하는 응력이력을 블록하중이라 정의하고 하중상호작용효과를 설명하는 균열닫힘 모델 이론을 적용한다. 블록하중에 대해 사하중 응력과 균열개구응력을 고려하여 응력범위빈도해석을 수행하였다. 여기서 구한 응력범위빈도분포에 확률적 방법을 적용하여 응력범위빈도분포의 확률분포 파라미타를 추 정하였다. 확률분포의 확률변수를 발생시키는 Monte Carlo Simulation 실행을 하여 파괴블럭수와 확률분포를 구한다. 이로부터 부재의 파로파괴가 발생하지 않는 피로신뢰성을 계산한다. 또한 파괴블럭수를 일평균 트럭교통량으로 나누면 예상잔존수명을 구할 수 있다. 제안된 피로신뢰성 해석모델을 사용하여 강상자형교 가로보와 수직보강개의 용접부에 피로신뢰성 해석을 수행 한 결과, 피크해석방법 결과와 잔존수명이 3.8% 정도 차이가 있었다. 이는 제안된 모델이 균열닫힘 현상이나 균열지연 형상을 고려하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.108-116
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• 2014

강교의 정확한 피로균열의 발생원인 또는 교량의 피로안전성을 검토하기 위해서는 적합한 응력이력 측정이 요구된다. 그러나 실제 현장에서의 응력이력 측정은 현장 여건과 경제성, 작업성 등의 이유로 1개소의 스트레인게이지를 설치하여 계측을 실시한다. 이는 특정 구조물의 실제 치수와 게이지 길이 용접부 응력집중 등의 영향을 고려하지 못하고, 구조 모델링을 통한 응력해석에도 많은 어려움이 있다. 그러므로 본 연구에서는 용접단부에 다수의 게이지 설치, 최소 길이 게이지 사용, 설치 위치 등의 개선된 방법을 적용하여 용접단부와 스트레인게이지 설치 거리에 따른 변형률 진폭에 대한 상관식을 도출하고 국제용접협회 (IIW)의 제안식과 비교하였다. 또한 적합한 피로등급 상세범주 선정을 통해 공용중인 교량의 피로손상도 평가 및 잔존수명을 예측하고 분석하였다. 그 결과 피로균열 발생빈도가 높은 부재파악, 용접 단부와 게이지 설치 거리에 따른 변형률의 정량적 파악으로 정확한 피로손상도 평가 및 잔존수명 예측이 가능하므로 향후 교량의 응력이력 계측 시 개선된 방법을 적용해야 할 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.48-55
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• 2013

본 연구에서는 피로 손상된 용접이음의 피로수명 향상을 위한 방법으로 햄머피닝 처리법의 적용성을 검토하기 위하여 면외거셋 필렛 용접이음과 하중비전달형 리브 필렛 용접이음의 피로실험을 실시하였다. 본 실험에서는 면외거셋과 리브를 필렛 용접한 후 햄머피닝 처리를 하지 않은 용접그대로의 시험편, 용접후 햄머피닝 처리한 시험편, 그리고 용접그대로 시험편의 피로수명의 50% 시점에 햄머피닝 처리를 한 시험편의 피로실험을 실시하였다. 그리고 햄머피닝 처리에 의한 면외거셋과 리브 용접토우부의 형상 및 표면응력의 변화를 측정하였다. 그 결과, 햄머피닝처리에 의해 30~83MPa의 압축잔류응력이 도입 되었으며, 이로 인하여 강구조물의 제작시 용접후에 햄머피닝 처리를 실시하면 피로수명을 크게 향상 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이를 공용기간이 예상 피로수명의 50% 이하인 강구조물의 용접이음에 적용하여도 최소 1.3배 이상의 피로수명과 피로한계 향상효과를 기대할 수 있음을 제시하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.1-8
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• 2014

본 논문의 목적은 진동 피로해석 기법을 적용하여 다수의 용접점을 포함하고 있는 점용접 구조물의 강성변화를 고려하여 피로수명을 평가하는 것이다. 먼저 모재부 인장특성 및 점용접부의 인장 및 피로특성을 획득하였다. 유한요소법을 적용하여 S-N 선도를 획득하여 피로해석에 적용하였다. 주파수 응답해석을 수행하여 구조물의 전달함수를 획득하였고, 주파수영역에서 0.11의 PSD를 선정하여 수행하였다. 강성변화 및 고유진동수의 변화를 알아보기 위하여 점용접부의 총 6개 지점 중 최소수명이 발생하는 지점을 기준으로 1개씩 제거하여 반복 해석을 수행하였다. 따라서 강성이 낮아질수록 고유주파수도 낮아지는 것을 확인하였다. 이러한 조건하에서 진동피로해석을 수행하여 피로손상의 누적에 따른 전달합수의 변화를 고려한 진동피로해석을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.790-805
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• 1988

본 연구에서는 유리섬유 강화 에폭시 복합재료의 파괴 강도와 피로 수명을 정 규분포, 로그 정규 분포와 2모수 및 3모수 Weibull 분포 함수의 기대값으로 살펴 보았 다. 2연속 응력 피로 실험 [작은 응력에서 큰 응력으로의 실험(low-high test), 큰 응력에서 작은 응력으로의 실험(high-low test)]의 결과도 분포 함수들을 사용하여 분 석하였다. 비통계학적 누적 손상 법칙들(non-statistical cumulative damage rules) 을 2연속 응력 피로 수명 분산 예측에 이용하기 위해서 동등 순위 가정(equal rank assumption)을 확장하여 수정하였다. 수정한 누적 손상 모형은 Miner의 법칙, Brou- tman과 Sahu의 손상모형 및 Hashin과 Rotem의 모형 등이다.

• 한국생산제조학회지
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• 제8권2호
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• pp.80-85
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• 1999

The purpose of this work is to investigate fatigue damage of quasi-isotropic laminates under tensile loading in different directions. Low cycle fatigue tests of [0/-60/+60]a laminates and [+30/-30/90]s lamina tes were carried out. Material systems used are AS4/Epoxy and AS4/PEEK. The fatigue damage of [+30/-30/90]s is very different from that of [0/-60/+60]s. The position of delamination generated at AS4/Epoxy and AS$/PEEK laminates were differentiated by the matrix difference that is, we suppose, the value of both GIcr(critical energy release rate of mode-I) and GIIIcr(critical energy release rate of mode-III) difference.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권8호
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• pp.1915-1926
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• 1995

The Fatigue characteristics of 8-harness satin woven CFRP composites with a circular hole are experimentally investigated under constant amplitude tension-tension loading. It is found in this study that the fatigue damage accumulation behavior is very random and history-independent, and the fatigue cumulative damage is linearly related with the mean number of cycles to a specified damage state. From these results, it is known that the fatigue characteristics of CFRP composites satisfy the basic assumptions of Markov chain theory and the parameter of Markov chain model can be determined only by mean and variance of fatigue lives. The predicted distribution of the fatigue cumulative damage using Markov chain model shows a good agreement with the test results. For the fatigue life distribution, Markov chain model makes similar accuracy to 2-parameter Weibull distribution function.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권6호
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• pp.90-96
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• 2009

Ultrasonic method using SH(shear horizontal) wave has been developed to determine the surface damage in fatigued material. Fatigue damages based on propagation energy were analyzed by multi-regression analysis in interrupted fatigue test specimen including CrMoV and 12Cr alloy steel. From the test results, as the fatigue damage increased the propagation time of the launched waves increased and amplitude of wavelet decreased. Also, analysis for the waveform modulation showed a reliable estimation, with confidence limit of 97% for 12Cr steel and 95% for CrMoV steel, respectively. Therefore, It is thought that SH ultrasonic wave technique can be applied to determine fatigue damage of in-service component nondestructively.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.581-586
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• 2014

In general vibration test considers both harmonic vibration and random vibration, When developing the vehicle component. But the effect of harmonic vibration is larger in the parts around the vehicle engine, sole testing the harmonic vibration is considered. In this study, the fatigue damage of the linear system fixed around the engine is analyzed when the effect of random vibration is higher, harsher than the normal road surface condition. In condition the vehicle speed and the engine RPM are similar, the higher the harshness of the road surface condition is, the larger the fatigue damage level is. Therefore both random vibration and harmonic vibration must be considered in vibration test of components around the engine. Proposing the sine on random(SOR) vibration test that can exam considering both of vibrations, harmonic and random.