• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.2865-2871
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• 2012

본 논문에서는 접착제로 접합된 DCB(이중외팔보) 시험편의 피로 해석을 수행하였다. 두께가 25 mm 및 40 mm인 두 모델들의 피로수명과 피로손상의 해석 결과를 비교해보면, 두께 25 mm인 모델이 두께 40 mm인 모델에 비하여 수명과 손상이 불리한 것으로 나타났으며 불규칙 피로하중에서는 'SAE transmission'에서 가장 불리한 값을 나타냈다. Rainflow matrices에서는 'SAE bracket history'에서 가장 취약한 것으로 나타났다. Damage matrices에서는 상대적으로 두께 25 mm인 모델이 불리한 모습을 보였지만, 상대적인 손상 가능성에서는 두께 40 mm인 모델이 더 높은 것으로 나타났다. 또한 'SAE transmission'에서 가장 안정한 경향을 보이고 있고 상대적인 손상으로서 약 1.1 에서 1.8% 정도로 가장 작은 것으로 나타났다. 본 연구에서 얻어진 해석 결과를 접착제로 접합된 실제 복합재 구조물에 적용시켜 파괴거동을 분석하고 그 기계적인 특성을 파악할 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권2호통권45호
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• pp.111-122
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• 2000

이 연구에서는 덮개판 형상이 피로특성에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위해서 강교량을 구성하는 구조세목 중 덮개판 필렛용접부를 대상으로 일련의 피로실험을 실시하였다. 피로실험결과 덮개판 형상에 따라 피로강도에 다소 차이를 나타내고 있었으나 국내 및 외국의 피로설계기준을 만족함을 알 수 있었다. 또한 비치마크실험결과로부터 피로균열 발생점은 용접지단부의 형상에 밀접하게 관련되어 있음을 확인할 수 있었으며, 용접지단부의 여러 곳에서 동시다발적으로 발생한 피로균열이 반타원형의 표면균열의 형태로 성장하고 이 균열이 서로 합체되어 관통균열의 형태로 성장함으로써 결국 파단에 이르렀다. 한편, 파괴역학적 해석결과로부터 기존의 제안식 및 유한요소해석에서 구한 균열보정 계수 중기하학적형상보정계수가 가장 지배적임을 알 수 있었으며, 피로균열성장속도와 유한요소해석에서 구한 응력확대계수범위 사이의 관계로부터 덮개판 필렛용접부의 피로수명을 산정 할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권7호
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• pp.629-634
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• 2017

최근 수요가 급격히 증가하고 있는 고성능 UHP (Ultra High Performance)타이어의 경우 낮은 편평비로 인해 일반 타이어 보다 사이드월 고무에 가혹한 변형이 발생하게 된다. 사이드월 고무의 변형이 지속적으로 발생할 경우 피로손상이 축적되어 피로파괴 현상이 나타날 수 있다. 따라서 차량 주행 중 발생하는 안전사고 예방을 위한 사이드월 고무의 내구성능 평가가 중요한 문제로 대두되고 있다. 그러나 타이어 사이드월 고무의 내구성능에 대한 설계 기준 및 연구는 국내외적으로 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 타이어 사이드월 고무 2종에 대하여 인장시험과 피로시험을 수행하여 변형률에너지밀도를 이용한 수명예측식을 제시하였다. 또한, 저연비 타이어의 주행가능 예상거리를 도출하여 내구성능 만족여부를 검토하였다.

• Composites Research
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• 제12권5호
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• pp.1-11
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• 1999

본 연구는 단섬유보강 금속복합재료의 피로 및 주기적 거동에 관한 연구로서, 가압용침법을 이용하여 제조된 Al6061과 이를 기지금속으로 사용한 단섬유보강 Al/$Al_2O_3$-15% 복합재료의 주기적변형(cyclic deformation)과 피로거동(fatigue behavior)에 대해서 실험적으로 고찰하였다. Al/$Al_2O_3$ 복합재로의 피로강도는 210MPa로 나타났고 기지금속은 170MPa로 나타났다. 영구소성변형에 의한 합변위는 피로수명 초기 5%이내에서 대부분 발생하며 파단시의 합변위는 복합재료와 기지금속 모두 축적된 소성변형으로 인하여 인장시험에서의 연신율에 비해 작은 값을 가진다. 금속복합재료의 주기적 변위는 보강재가 전위 전파의 저지역할을 함으로써 기지금속에 비하여 다소 감소하는 것으로 나타났다. 파면관찰결과 기지금속의 경우 금속복합재료에 비해 전체 시험편 단면에서 넓은 영역에서 균열전파 형태를 관찰할 수 있었으며, 또한 금속복합재료의 파면에서는 연속적인 피로하중에 의한 기지금속과 보강재간의 분리(debonding)등의 결과로 보강재가 뽑혀나간 흔적이 관찰되고 있다.

• 한국융합학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.85-90
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• 2015

본 논문은 ATV차량의 전면에 부착되는 범퍼의 구조적인 형상에 따른 수명평가를 피로해석을 토대로 연구하였다. 본 연구의 목적은 진동과 같이 반복적인 하중조건에 노출되는 범퍼의 특성의 파악하며, 여러 가지 피로 상황에서 발생되는 크랙의 위치를 사전에 파악하며 이를 보완하기 위함이다. 다목적 차량이 일반적인 포장도로가 아닌 비포장도로와 같은 험로를 주행하게끔 설계됨을 고려한다. 그리고 이러한 주행환경에 대한 수명평가 연구를 통해, 그 범퍼의 취약부위를 파악한다. 본 연구의 해석결과를 토대로 자동차 범퍼의 안전설계를 함으로서 내구성을 향상하고 설계에 있어 융합기술에 접목하여 그 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.387-393
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• 2021

본 연구에서는 해양플랫폼의 탑사이드 구조에서 주로 채택하고 있는 파이프 연결 구조의 피로 수명 증가를 위한 방안을 찾기 위하여, 유한요소해석을 수행하였다. 상용해석프로그램인 MSC Patran/Nastran을 적용하였으며, 대표적인 중앙부 구조 형상을 해석모델로 선정하였다. 하중에 따른 응력집중 현상을 구현하기 위하여, 8 절점 솔리드 요소를 이용한 모델링을 구현하였다. 주요하중은 횡방향 하중 2가지와 대각선 파이프에 인장 하중을 고려하였다. 주요 위치에서의 Hot spot 응력을 확인하기 위하여, 0.01 mm dummy 쉘 요소를 적용하였으며, 0.5 t와 1.5 t 위치에서의 주응력을 계산한 후 외삽법에 따라 용접부에 발생하는 응력을 추정하였다. 일부 구간에서는 만족해야 하는 피로 수명 이하로 평가되어, 보강이 필요하였다. 보강은 기존 설계된 파이프의 두께나 지름을 변경하지 않고, 피로수명이 부족한 부위에 응력집중계수를 낮출 수 있도록 브래킷을 추가하였다. 인장 하중에 대해서는 bracket toe에서 응력은 23 % 증가하였고, 기존에 문제가 된 파이프의 내측, 외측에서의 응력은 약 8 % 감소하였다. 휨 하중에 대해서는 bracket toe에서 응력은 3 % 증가하였고, 기존에 문제가 된 파이프의 내측, 외측에서의 응력은 약 48 % 감소하였다. 신규 브래킷 보강으로 인하여, bracket toe의 응력증가가 발생하였지만, S-N 커브 자체가 파이프 조인트에 비해 좋으므로 큰 문제가 되지는 않는다. 본 연구에서 적용한 국부 보강을 통한 피로 수명 개선 방법은 기존 설계안의 변경을 최소화하면서 피로 수명 증가를 효율적으로 할 수 있다는 점에서 관련 산업에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권12호
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• pp.143-151
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• 1999

The shape of surface micro-crack is very irregular due to nonhomogeneous microstructure but is very important in respect to qualitative estimation of fatigue life. Fractal geomety can quantify the shape of surface mciro-crack. Fractal dimension is measured for surface micro-cracks with coast line and box counting method and estimates cycle ration in Al 2024-T3. The average fractal dimension $D_{favg}$ of surface micro-cracks has 3-parameter weibull distribution and location parameter is nearly constant but shape parameter decreases as cycle ration increases. The fractal dimension by coast line method is measured for individual surface micro-crack but the fractal dimension by box countin method is measured for all the surface micro-cracks under sampling area. Therefore, This paper shows fractal dimension $D_{fb}$ can predict cycle ratio $N/N_f$ more convenient than fractal dimension $D_{favg}$.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권1호
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• pp.130-136
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• 2005

Induction hardening increases hardness near the surface where it's most needed, and leaves the surface in compression which improves fatigue life. Although case depth and chemical composition are same, the structure of induction hardened shaft affects the fatigue strength and life because of austenization during hardening. Therefore torsional fatigue tests of specimens from various structures, which are obtained by nomalizing, spheriodized annealing and tempering after quenching, were conducted on induction hardened automotive drive shafts with various case depths and loads applied in order to evalute the relation between structure and fatigue strength.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2005년도 후기학술대회논문집
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• pp.224-225
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• 2005

The lightness of components required on marine and shipbuilding industry is requiring high strength of components. In particular, fatigue failure phenomena, which happen in metal, bring on danger in human life and property. Therefore, antifatigue failure technology takes an important part of current industries. In this study, it was investigated about endurance and fatigue crack propagation rate of according to stress ratio of SMAW commonly using for welding structures in present. Fatigue crack propagation rate(da/dN) of low load(R=0.1) was lower than of high load(R=0.6) for piping weld. And in stage I, ${\Delta}$Kth, the threshold stress intensity factor of the weld under heavy load is higher than under small load. Fatigue life shows more improvement in the weld of stress ratio R=0.l than in the weld of stress ratio R=0.6.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.241-249
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• 2003

강교의 구조적 거동은 강도 및 사용성이 충족되고, 피로안전성이 확보될 때 공용수명을 충분히 확신할 수 있다. 그러나, 현재 교량의 피로에 관한 연구들은 상당히 부족하여 이 분야에 대한 지속적인 연구가 절실히 요구된다. 본 연구는 강교의 장기적인 피로안전성을 확보하기 위해서 실무에 적합한 피로설계지침의 방향을 제시함을 목표로 수행되었다. 연속된 강재 트러스교에 실교통량의 누적빈도수를 적용시켜 분석한 결과, 국내의 피로설계규정은 응력범위와 피로강도가 국외의 주요 설계기준에 비하여 과대평가 되는 것으로 나타난다. 따라서, 향후 국내의 피로설계지침에서는 피로설계조항들이 피로설계에 합리적으로 규정되는 것이 필요하다.