• Journal of the KSME
• /
• v.16 no.4
• /
• pp.41-48
• /
• 1976

재료의 피로문제에 대해서는 꽤 오래 전부터 많은 연구가 이루어져왔고, 피로의 현상파악에서부 터 피로이론의 구명, 나아가서는 실제문제로서의 피로설계, 피로수명예측 등에 기여한 업적은 아 주 크다 하겠다. 그러나 종래의 피로문제연구의 방향이, S-N 곡선에서 얻어지는 피로한계강도 (더 정확한 표현으론 피로파괴한계강동)에 바탕을 두고, 정력확적인 설계관례인 안전계수의 도입 을 빌려, 피로강도를 실용화할려는 선에서 이루어져 왔다고 보겠다. 재료의 피로한계강도란, 그 정의로 미루어, 다분히 정적으로는 극한강도 또는 피로강도의 개념에 견주어 질 수 있는 공칭응 력으로써 탄성학적으로 해석될 수도 없고, 다만 탄역성이론의 개념을 바탕으로 근사해석례만이 허용되고 있을 뿐이다. 재료에는 소위 평활재이건 절결재이건 간에 또 검출여부에 관계없이, 내외 부에 대소각종의 결함이나 역학적 불연속부가 잠재해있음은 이미 공지의 사실이며, 이들 결합, 불 연속부등이 외하중하에서 응분의 응력집중원이 되어 재료를 전반적인 파괴로 몰고 갈 수 있다 함 도, 또한 이러한 역학적거동이 피로파괴에 까지 확장해석될 수 있을 것이란 것도 이미 잘 알려져 있는 터이라 하겠다. 재료내외부의 제결합을 응력집중이 극대인 crack로 대체해서 외하중하에서 의 응력장거동을 해석한 선형탄성파괴역학(LEFM)은, 바로 이러한 실제재료의 강도설계에 보다 큰 정확성을 부여한 방법론적 학문이라 하겠고, 나아가서는 재료의 파괴기구를 파헤치는데 진일 보적인 역학적인 수법이라 하겠다. 취성파괴, 연성파괴에 바탕을 둔 파괴역학(LEFM)을 피로파괴 에 적용시키는 데는 상당한 문제점들을 수반할 것임은 충분히 인지되나, 제한된 경계조건하에서 의 적용 예는 종래의 어떤 방법에 의한 것 보다도 피로강도설계, 안전사용 피로수명예측 등에 획기적인 진전을 보여주고 있다. 파괴역학은 crack 재의 강도학이고, 더 구체적으로 음력학대계수 (stress intensity factor) K 또는 이와 연연되는 parameter 인 strain energy release rate(G), crack-tip plactic zone size r$_{p}$,.rho., crack-tip opening displacement .phi., strain intensity 등을 쓰는 재료강도학이기 때문에, 이 수법을 피로파괴에 적용시킴은, 종래의 공칭응력으로 피로 문제를 다루던 방법과는 판이하다 하겠다. 본고에선 파괴역학의 관점에서 피로구열의 안정성장을 논하고, 과거 10여년간의 피로 crack문제에 대한 연구방법, 실험방법 등을 소개하는 방향으로 고 를 진행시켜 나가겠다.

• Journal of the KSME
• /
• v.16 no.1
• /
• pp.30-36
• /
• 1976

본강좌(II)에서는 종래에 제안된 피로기구와 이론의 개요를 소개함으로서, 구조용 재료의 강도 및 복잡성을 살펴보기로 하겠다. 기계적인 각종의 원칙 및 이론은, 피로를 동반한 기계적, 금속적 또는 물리적 현상중에 어느 하나의 현상에 대해서만 적응되고 또 이론이 적용되는 영역도, 재 료에 가해지는 응력의 고저를 고려하면 피로한도근방에, 또는 피해가 발생하는 영역 그리고 소성피로를 발생시키는 영역에만 제한된다. 따라서 이와 같은 사항들을 전부 고려한 통일된 피 로기계 및 이론은 아직 찾아볼 수는 없으나, 피로를 이해하는데 초보자에게는 도움이 될 것이 라고 인식되기에, 우선 종래에 발표된 피로에 대한 각종 이론 및 구조들 중에 중요하다가 생 각되는 몇 가지만을 간추리고 그 개요를 다음과 같이 간단히 소개하기로 했다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.7 no.2
• /
• pp.9-20
• /
• 1987

The main object of this study are to investigate an effect of the characteristics of materials and to seize the behavior of fatigue failure of asphalt pavement with the results of laboratory tests for asphalt mixtures. In order to prove the practical application of applied methods, the relationships between temperature, depth of asphalt layer, elastic modulus and the number of fatigue failure by the results of elastic theory and fatigue failure envelope are also considered.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.39 no.10
• /
• pp.952-958
• /
• 2011

On-board IR calibration device has been developed for calibration of spaceborne image sensor. It is composed of a blackbody to provide two different radiance temperatures, tilt mirror with a function of stow and deploy to view the blackbody during the calibration and on-board calibration control unit to control the function of the blackbody and tilt mirror. In this paper, to guarantee the structural safety of the unit, the structural and thermal analysis including a thermo-elastic analysis for verifying structural safety on the soldered part of chips have been performed. In addition, safety margin of the chips on the PCB obtained from the conventional analytical method has been compared to the results from the FEM analysis.

• Journal of Aerospace System Engineering
• /
• v.18 no.2
• /
• pp.12-20
• /
• 2024

The application of reinforcement design to ensure the structural safety of electronics in small satellites is limited by the spatial constraints of the satellite structure during launch vibrations. Additionally, a reliable evaluation approach is needed for mounting highly integrated devices that are susceptible to fatigue failure. Although the Steinberg fatigue failure theory has been used to assess the structural integrity of electronic devices, recent studies have highlighted its theoretical limitations. In this paper, we propose a structural methodology based on the critical strain theory to design the digital control unit (DCU) of the X-band SAR payload component for the small SAR technology experimental project (S-STEP), a small satellite constellation. To validate the design, we conducted modal and random analyses using simplified modeling techniques. Based on our methodology, we ultimately demonstrated the structural safety of the electronics through analysis results, safety margin derivation, and functional tests conducted both before and after the launch test.

• Composites Research
• /
• v.19 no.4
• /
• pp.1-6
• /
• 2006

The effects of aging on fatigue of PSF/AS4 laminates tvas studied using the new energy release rate analysis. The analysis by the variational mechanics has been useful in providing fracture mechanics interpretation of matrix microcracking in cross-ply laminates. This paper describes the changes of the critical energy release rate ${\Delta}Gmc$(microcracking toughness) about the variation of the aging period during fatigue loading. The master plot by modified Pans-law gives a characterization of a material system's resistance to microcrack formation. PSF/AS4 $[0/902]_s$ laminates were aged at four different temperatures based on the glass transition temperature for 60 days. At all temperatures, the toughness decreased with aging time. The decrease of the toughness at higher temperature was faster than at lower temperature. To assess the effects of aging on fatigue, the unaged laminates were compared with the laminates which were aged for 60 days at $170^{\circ}C$ near $180^{\circ}C\;T_g$. The slope of dD/dN versus A 6u, of the aged laminates was lower than that of the unaged laminates. There was a significant shift of the aged data to formation of microcracks at the lower values of ${\Delta}G_m$.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.13 no.2
• /
• pp.252-256
• /
• 1989

In the low cycle fatigue fracture testing with KS(or JIS) SS41, crack growth rate, AE count rate and J-integral range are measured to get empirical relations between crack growth rate and J-integral range, AE count rate and J-integral range as well as AE count rate and crack growth rate. All the relations are shown to be linear on the log-log graphs. It is also shown that the linear relations can be formulated by using Dunegan's assumption and elastic-plastic fracture mechanics along with the well-known relation of crack growth rate and J-integral range. It is concluded that the differences between experimental and theoretical values are due to Dunegan's assumption.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.3 no.1
• /
• pp.43-51
• /
• 1983

The fatigue failure envelopes for the prediction of the fatigue life of asphalt pavements were obtained from the results of laboratory fatigue test for asphalt mixture. The envelopes did not depend on the experimental temperature and the number of loading, and varied with the types of asphalts. In the case of dense graded asphalt concrete, the envelopes formed a single curve regardless of the penetration of the asphalt. On the other hand, the method for the fatigue life prediction was presented based on the envelopes obtained and the triple layered elastic theory developed by Burmister.

• 한국기계연구소 소보
• /
• s.16
• /
• pp.111-116
• /
• 1986

엔지니어링 데이터로서 금속재료의 저주기 피로특성 규명은 중요한 의미를 가지며 이에 관한 연구는 1950년대 초부터 본격적으로 시작되었다고 볼 수 있다. 저주기 피로과정은 응력 반복수가 1-20,000회 정도에서 파괴가 일어나는 현상을 주 대상으로 하며 이의 이론적 설명을 위하여 Coffin 1) 과 Manson 2) 의 정리를 요약하여 인용하고자 한다.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
• /
• v.30 no.3
• /
• pp.23-27
• /
• 1993

현재까지 SFCP 해석법은 기초단계에 있으며, 아직도 정립된 방법이 없는 것이 사실이다. 따라서, 이 분야에는 많은 개선을 필요로 하고 있다. 이와 같은 개선은 이론적인 연구뿐만이 아니라, 실험적인 연구가 바탕이 되어야 라며, 동시에SFCP에 영향을 주는 초기균열의 변동성, 하중의 변동성 등을 정확한 모델링 방법에 대한 연구가 병행되어야 한다. 그리고 더 나아가서 실제 구 조물에서 피로파괴에 영향을 주는 중요한 요소인 잔류응력, 부식 등의 고려하는 방법에 관한 연구가 수행 되어져야 할 것이다. 또한, 지금까지의 연구가 주로 구조부재에 하나의 균열이 존 재한다는 가정을 내포하고 있는데, 실구조물에 적용하기 위해서는 여러개의 균열이 동시에 존 재하는 경우에 대한 연구와 균열이 성장하면서 합체(coalescence)하는 경우에 대한 연구도 수행 되어야 한다. 이와 같은 연구가 꾸준히 진행되어 소기의 성과를 거둠으로써, 구조물의 피로파괴 확률을 정확하게 추정할 수 있을 것이며, 이에 따라 합리적인 설계가 가능해질 것이다.