• 한국항공우주학회지
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• 제37권7호
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• pp.642-652
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• 2009

항공기 주구조에 많은 부분은 겹침이음 형태의 조립구조이며 이러한 구조는 프레팅 손상으로 인해 단순피로에 비해 현저히 수명이 감소된다. 특히 노후 항공기의 경우 프레팅 피로균열은 감항안전을 저해하는 중요한 요인으로 최근 대두된 수명연장 문제와 관련해서도 손상허용성 평가에 프레팅 피로수명 예측이 필수적으로 요구되고 있다. 이러한 배경으로 본 연구에서는 볼트 체결력이 서로 다른 겹침이음 구조시편에 대하여 일련의 프레팅 피로시험을 수행하고 탄소성 접촉응력 유한요소해석 결과로부터 프레팅 파라미터를 구하고 균열발생 및 성장 수명예측 모델식과 최근 제안된 수정 모델식을 통하여 프레팅 피로수명을 예측하였다. 또한 시험결과와 비교분석함으로써 실제 항공기 겹침이음 구조에 프레팅 피로수명 예측 모델식의 적용 유효성을 고찰하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권12호
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• pp.1107-1114
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• 2011

본 논문에서는 레이저 피닝(Laser peening) 구조물에 대한 피로 수명을 예측하였다. 레이저 피닝에 의해 생성된 압축잔류응력(Compressive residual stress)을 계산하기 위해서 유한 요소 시뮬레이션(Finite element simulation)을 수행하였고, 피로 수명 예측 시에 압축잔류응력 효과를 고려하기 위해서 수정된 Goodman 식을 사용하였다. 또한, S-N 선도 모델 불확실성(Model uncertainty)을 고려한 피로 수명 예측을 위해 부가 적응 인자 접근법(Additive adjustment factor approach)을 적용하여 예측된 피로 수명의 신뢰 구간(Reliable bounds)을 결정하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제3권4호
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• pp.191-198
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• 1999

수많은 판형부재로 구성된 대형 트러스교에서는 불량용접된 부재가 존재할 수 있으며, 이는 교량의 피로수명에 결정적인 영향을 줄 수 있다. 이러한 교량에서 용접불량부를 조사하고 부재단면중 용접불량을 고려한 유효단면을 가정하여 피로수명을 예측하는 방법에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 피로수명에 영향을 미치는 교통량을 분석하고 차량모델을 가정하여 유효등가응력을 산정하였으며 모형피로시험에서 구한 응력-반복횟수곡선을 이용하여 피로수명을 예측하였다. 본 연구에서 사용된 분석기법은 불량용접부와 교통량이 강교량의 피로수명에 미치는 영향을 예측하는데 매우 유용함을 알 수 있다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권2호
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• pp.62-70
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• 2023

본 논문에서는 두 가지 복합재료의 플라이를 부분적 또는 전체적으로 적층하여 접합시킨 플라이 오버랩 조인트 구조의 기하학적 특징을 이용하여 응력-수명(S-N) 선도 및 피로 수명을 예측하는 기법을 제안한다. 구조의 피로 특성에 영향을 주는 기하학적 특징을 변수로 선정하였다. 기하학적 변수와 복합재 피로 모델인 Epaarachchi-Clausen 모델을 구성하는 재료상수의 관계를 분석하여 두 요소의 관계식을 제안하였다. 제안한 방법의 예측 정확도 검증을 위해서 CFRP/GFRP 플라이 오버랩 조인트의 피로 수명을 예측하였다. 예측된 수명과 시험 데이터 기반 모델로 얻은 수명을 실제 수명에 비교하였다. 또한, 예측된 S-N 선도의 결정 계수를 계산함으로써 높은 예측 정확도를 확인하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2007년도 추계학술발표논문집
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• pp.319-322
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• 2007

철도차량의 피로수명예측은 안전성과 신뢰성을 확보하고 높은 품질을 위한 중요한 관점이다. 이것은 최적설계 과정에서 추가의 제한조건으로 최소 피로수명값을 사용해서 접근할 수 있다. 하지만 피로수명은 회수의 함수이기 때문에 최적설계 적용에 제약이 따른다. 본 연구는 피로수명예측을 위한 최적설계에 대해 2단계 반응표면모델의 응용을 제안한다. 적용 예제로 컨테이너 화차의 제동 브라켓 엔드빔의 피로파손 문제에 대해 제안한 방법의 유효성을 설명한다.

• Composites Research
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• 제16권1호
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• pp.13-18
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• 2003

복합재료의 피로수명을 평가하는 것은 여러 가지 파손모드와 파손모드 간의 강호작용 때문에 복잡하다. 본 논문에서는 현상론적인 모델(비선형 강도저하 모델)을 이용하여 피로수명과 잔류강도를 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 잔류강도를 하중 사이클 수와 피로응력의 함수로 가정하였으며, 계산에 필요한 모델변수(강도저하 파라미터, 피로수명형상 파라미터)를 피로수명의 함수로 가정하였다 임의로 배열된 하중 스펙트럼 상에서 응력수준에 따른 모델 매개변수를 구하기 위해 S-N 선도를 이용하였고, 상이한 응력비에 대하여 전술한 매개변수를 Goodman식의 보정을 통하여 계산하였다(피로선도). 임의의 하중이력 후의 잔여강도 분포를 2모수 weibull 함수로 표현하였다.

• Composites Research
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• 제12권2호
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• pp.62-69
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• 1999

복합재료가 피로하중을 받으면 재료 내부에 손상이 누적되며, 이는 재료의 물성 변화로 나타난다. 본 연구에서는 손상을 나타내는 인자로 피로계수를 사용하였다. 피로계수와 참고계수로 정의되는 손상함수로부터 복합재료의 피로수명 예측을 이론적으로 연구하였다. 제안된 모델들은 인가 응력 수준, 피로주기 및 피로수명의 함수로 유도하였다. 예측 결과는 유리섬유/에폭시 복합재료와 유리섬유/폴리에스터 복합재료를 사용한 다중응력 피로 실험 데이터를 이용하여 검증하였다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 1999년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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• pp.13-18
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• 1999

공업의 발전과 더불어 금세기 초반부터 선박, 항공기, 지하매설물, 차량 등의 대형 파괴사고가 자주 발생하면서 이들의 파괴원인을 규명하는 연구가 활발해졌고, 이에 따라 파괴역학의 중요성이 인식되기 시작했다. 따라서 피로파괴에 대한 연구 및 이해가 크게 진전되었다[1-7］. 그러나 대, 중, 소형 기계구조물의 설계, 제작, 운용 및 구성부품과 구조물의 안전성 유지와 보수에 관심이 있는 공학자들에게는 해결되지 않은 많은 문제가 남아있다. 본 연구의 목적은 기존의 파괴역학적개념과 이를 기초로 새로 창안된 모델들이 포함된 피로수명예측 프로그램을 개발하고 이를 실제 구조물의 수명 예측에 적용하여 신뢰성을 확인하는데 있다. (중략)

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권11호
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• pp.1245-1256
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• 2014

피로균열 진전거동은 내재적, 외재적 요인에 의하여 시간 경과에 따라 많은 변동을 보인다. 감마과정 모델을 포함하여 연속적, 점진적 그리고 단조롭게 진전하는 피로균열 진전거동의 불확실성을 모사하기 위한 열화모델을 고찰하였다. Lu와 Meeker의 피로시험 자료에 감마과정 모델을 적용하여 시간에 따라 확률적으로 변동하는 피로균열 진전거동을 예측하였다. 피로균열 진전에 관한 상태저하와 수명을 시간에 따라 형상이 변화하는 확률분포 곡선으로 표현하였으며 비대칭도와의 관계로부터 기대수명으로 중위수의 적용이 적절함을 확인하였다. 최적 교체주기와 백분위 수명에 관한 고찰로 감마과정 모델이 예방정비을 위한 정책판단 기준으로 활용할 수 있음을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.620-623
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• 2010

구조요소의 설계에서 유한요소해석은 매우 효과적인 방법이며 정확한 해석 기술을 요구한다. 그러나 제조 공정이나 환경에 따라 달라지는 재료 물성이나 불확실성을 내포하는 피로 물성을 확정적인 값으로 이용하는 등 입력 변수의 부정확한 정보로 인해 유한요소해석 결과를 신뢰하지 못하는 경우가 자주 발생한다. 실제 시험을 통해 설계의 결과를 예측하는 것은 경제적인 측면과 시간소요 면에서 한계가 따르기에 신뢰할 수 있는 유한요소해석 방법이 요구된다. 본 연구에서는 고주기의 피로 해석을 위해 유한요소해석을 이용하여 스프링의 응력-수명(S-N) 파라미터를 역 추정하고 수명을 예측해 보았다. 이를 위해 실제 산업현장에서 쓰이는 자동차 서스펜션 코일 스프링을 예제로 사용하였다. 시험 모델에 대해 불확실성을 고려한 베이지안 접근법을 이용하여 입력변수의 파라미터를 역 추정하였으며, 마코프체인몬테카를로(Markov Chain Monte Carlo) 기법을 이용하여 얻어진 피로 물성 파라미터의 샘플 데이터를 이용해서 유한요소해석을 실시하고 신뢰수준 내에서 새로운 구조요소의 피로수명을 예측하였다.