• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.757-762
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• 2010

탄소섬유강화 복합재료는 금속재료에 비하여 높은 비강성과 비강도 등의 우수한 기계적 성질을 나타내고 있으며, 이러한 이유로 최근 경량화가 요구되는 항공기용 재료와 자동차용 재료 등으로 그 사용이 급격히 증가하여 금속재를 대체하고 있다. 그러나 대부분의 기계구조물에서는 반복하중에 의한 피로 파손이 주로 발생하고 있다. 그러므로 섬유강화 복합재를 사용한 기계구조물의 내구성을 확보하기 위해서는 이에 대한 피로 해석 및 내구성 평가가 필요하다. 따라서 피로 손상 모델을 이용하여 피로 시험으로부터 구한 손상량을 이용하여 피로손상 누적곡선을 획득하고 해석하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권4호
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• pp.345-351
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• 2010

본 연구에서는 고주기 피로를 받은 SUS316L 강에서의 초음파 비선형 특성평가를 위한 종파 경사입사기법을 연구하였다. Dog-bone형의 판상시편을 준비하여 시편 중심부에서 응력집중이 되며 각 위치마다 피로 손상이 다르도록 제작하였다. 수직투과법 외에 본 연구에서 새로이 제안한 경사입사법을 이용하여 초음파 비선형 파라미터를 측정하였다. 두 기법 모두에서 피로 손상 전보다 고주기 피로 손상 후 초음파 비선형 파라미터가 높게 나타났다. 특히, 응력 집중을 받은 시편 중심부에서 크게 증가하였다. 상대적인 초음파 비선형 파라미터는 피로 손상과 밀접한 상관성을 보였으며 결과적으로 종파를 이용한 경사입사기법은 피로 손상을 평가하는데 효과적인 기법이라 할 수 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.500-503
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• 2010

본 논문에서는 산업용 용접구조물의 피로성능 평가를 위한 시간 및 비용 절감형 전산피로시험법을 개발한다. 임의의 하중에 놓인 용접구조물의 성능저하 현상(균열발생 및 진전 등)을 손상역학에 기반하여 역학적으로 기술하고 자체개발한 유한요소해석코드에 탑재하여 이를 전산적으로 시뮬레이션한다. 정도 높은 용접구조물 전산피로시험법의 개발을 위해 용접잔류응력과 재료파라미터를 자체개발한 유한요소해석코드를 통해 구현한다. 개발된 전산피로시험법은 용접구조물의 피로시험 결과와 비교함으로서 제안 기법의 적합성 및 유용성을 검증한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권2호
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• pp.129-136
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• 2017

본 연구의 목적은 항공기 주익 구조물에 대한 피로균열진전 해석 및 실험을 통하여 운영 기간에 따른 장기 운영 항공기의 손상허용성을 평가하는 하는 것이다. 이를 위하여 주익 구조물의 피로임계부위 2 곳을 대상으로, 선행 연구에서 개발된 알고리즘을 기반으로 산출된 피로응력 스펙트럼 및 상용 코드인 NASGRO 를 이용한 피로균열진전해석을 수행하고 그 결과를 참고문헌의 결과와 비교하여 피로응력 스펙트럼 및 균열진전해석방법의 타당성을 확인하였다. 또한 실제 주익 구조물에서 채취한 시험편 및 이와 동일 재료로 가공된 시험편을 대상으로 위의 피로응력 스펙트럼을 적용한 피로균열진전시험을 실시하고 그 결과를 이용하여 운영 기간에 따른 주익 구조물의 손상허용성을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1229-1235
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• 2011

신뢰성이 가장 우수한 프레팅 피로손상 파라미터를 찾아내기 위해 알루미늄 합금 A7075-T6 을 대상으로 피로시험을 수행하였다. 시편 표면에 홈을 가공하여 패드 접촉압력에 따라 패드-시편 접촉면에서 프레팅 피로균열이 발생하거나 또는 홈에서 일반 피로균열이 발생할 수 있게 하였다. 광학현미경을 이용하여 균열의 발생위치와 방향을 측정하고, 문헌에서 가장 많이 사용되는 프레팅 피로손상 파라미터들의 신뢰성을 평가하였다. 파라미터 값과 최대손상평면 방향을 산출하는데 필요한 응력과 변형률 자료는 유한요소해석으로 산출하였다. 전단모드 피로파손을 가정하는 Fatemi-Socie 파라 미터와 McDiarmid 파라미터가 가장 신뢰성이 높은 것으로 판명되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.589-597
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• 2010

강구조물의 점검시 피로균열이 발견되는 경우에는 보수 보강 시행의 결정과 구조물의 점검주기 결정을 위한 균열의 현재 상태평가와 앞으로의 균열진행 정도에 대한 정량적인 예측이 요구된다. 피로균열에 대한 손상도 평가는 파괴역학 파라미터를 이용한 균열진전속도와 취성파단의 여부 결정이 대표적인 방법으로 파괴역학에 관한 전문적인 지식과 함께 수치해석 프로그램의 활용능력이 필요하다. 이에, 본 연구에서는 피로손상도 평가 방법에 관한 다양성을 확보하고, 파괴역학에 대한 전문적인 지식이 없는 기술자가 피로균열에 의한 강구조물의 손상도를 간편하게 평가 할 수 있는 방법을 개발하기 위한 첫 단계로, 관통균열 시험편을 이용한 균열진전시험을 실시하였다. 그리고 피로균열 표면으로부터 측정된 COD(Crack Opening Displacement)의 크기와 측정위치를 이용하여, 균열진전속도를 추정하기 위한 파라미터를 도출하고, 그 타당성을 분석하였다. 그리고 관통균열이 있는 시험편의 형상, 응력범위, 그리고 응력비에 상관없이 COD를 이용하여 피로균열진전속도를 추정할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권4호
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• pp.306-313
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• 2011

항공기 부품에 대한 손상허용해석은 구조적 안전성 및 신뢰성 보장을 위해 면밀히 평가되어야한다. 손상허용기법은 항공기 주구조의 피로 설계기법으로 초기균열의 존재를 고려하여 피로수명을 산정한다. 따라서 손상허용해석에서는 피로 균열성장 수명의 계산이 요구되며, 이를 바탕으로 부품의 점검시간 및 교체주기를 결정한다. 본 논문에서는 형상이 복잡한 터빈 휠에 대하여 손상허용해석을 수행하였다. 형상이 복잡한 구조의 균열성장수명평가 시에는 주요 변수인 응력확대계수의 식을 알기 어려워, 이를 유한요소해석으로 계산하므로 많은 시간이 요구된다. 이러한 문제를 해결하고자 특정 균열길이에 대한 응력확대계수를 유한요소해석으로 계산하고, 생성된 데이터의 회귀분석을 통해 응력확대계수의 근사모델을 생성하였다. 균열성장 수명은 근사모델의 적분으로 계산하였으며, 근사모델을 사용하여 균열성장 수명평가와 손상허용해석의 효율을 높일 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권4호
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• pp.349-355
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• 2003

후방복사 레일리 표면파를 사용하여 부식피로에 의한 재료손상을 평가하였다. $25^{\circ}C$, 3.5 wt.% NaCl 수용액에서 TMCP 강재에 대하여 하중의 크기를 변화시키면서 부식피로 시험을 수행하였다. 각각의 시험편에 대해서 입사각에 따른 후방복사 초음파의 진폭변화를 측정하였다. 후방복사 프로파일이 최대가 되는 입사각으로부터 레일리 표면 탄성파의 속도를 결정하였는데, 부식피로 시험에서 파손수명이 길었던 시험편에서의 표면탄성파의 속도가 더 느렸다. 이 사실은 시험편 표면에 발생한 부식손상이 주로 부식환경에 놓인 시간에 의존함을 의미한다 본 연구에서 얻어진 결과는 후방복사된 레일리 표면 탄성파가 노후 재료의 부식손상을 비파괴적으로 평가하는데 유용한 도구임을 보여주었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권6호
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• pp.439-447
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• 1999

복합재료-금속 접착접합부가 사용 중 반복하중을 받을 때 발생하는 피로손상을 실시간에 평가할 수 있는 기법으로 음향초음파(acousto-ultrasonics; AU)법을 채택하였으며, 피로시험 중의 단일겹치기(single-lap) 및 이중겹치기 (double-lap) 평판형 시험편에서 취득한 신호로부터 계산된 음향초음파변수(acousto-ultrasonic parameters: AUP)와 피로손상도 사이의 상관관계를 나타내는 곡선을 얻을 수 있었다. 곡선은 피로손상에 의한 고분자기지 복합재료의 강성율 저하($E/E_o$)를 나타내는 곡선과 매우 유사하며, 이를 바탕으로 피로손상도의 실시간 예측이 가능하다. 다만 단일겹치기 시험편의 경우에는 Amplitude와 AUP2를, 이중겹치기 시험편의 경우에는 Amplitude와 AUP1을 기준 변수로 채택할 때 보다 일관성 있는 결과를 얻고 있는 점으로부터 실제 구조물에 적용함에 있어서는 각각의 형상에 따른 최적변수를 선택하여 활용해야 할 것으로 사료된다.