• 기계저널
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• 제16권4호
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• pp.41-48
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• 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.

• 기계저널
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• 제16권1호
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• pp.30-36
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• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.9-20
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• 1987

아스팔트포장(鋪裝) 공용성(供用性)을 저하(低下)시키는 하나의 원인(原因)으로 피로균열파괴(疲勞龜裂破壞)를 들 수 있다. 본(本) 연구(硏究)에서는 아스팔트혼합물(混合物)의 피로파괴(疲勞破壞)에 미치는 재료특성(材料特性)의 영향(影響)에 대해서 검토(檢討)를 하고 밀입도(密粒度)아스팔트 콘크리트에 대한 반복(反覆)휨변형율제어어시험(變形率制御試驗)을 하여 피로파괴포락선(疲勞破壞包絡線)을 구(求)했다. 다음에 탄성이론(彈性理論)의 결과(結果)와 피로파괴포락선(疲勞破壞包絡線)으로부터 온도(溫度) 아스팔트층(層)두께 하층(下層)의 탄성계수(彈性係數)와 피로파괴회수(疲勞破壞回數)의 관계를 고찰(考察)했다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권10호
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• pp.952-958
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• 2011

우주용 영상센서의 비균일 출력특성 교정을 통한 영상품질향상을 목적으로 하는 탑재교정장치는 균일한 온도정보 제공을 위한 흑체, 교정임무 수행 중 흑체 지향을 위해 전개 및 수납 기능을 갖는 교정용 구동미러 그리고 상기 구성품의 제어를 담당하는 탑재교정장치 제어용 전장유닛으로 구성된다. 탑재교정장치 제어용 전장품의 발사 및 궤도환경에서의 구조건전성 확보를 위해 소자 납땜부에 대한 열탄성 해석과 피로파괴 이론에 기초한 구조 열해석을 실시하였으며, 이를 통하여 전장품의 구조 건전성을 평가하였다. 본 논문에서는 전자기판에 장착된 소자별 안전성 검토를 위해 일반적으로 적용되는 해석적 방법과 FEM으로부터 도출된 결과를 비교 및 검토하여 피로파괴 이론에 기초한 구조 건전성 예측이 유용함을 입증하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권2호
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• pp.12-20
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• 2024

초소형 위성체의 태생적 공간 제약으로 탑재 전장품은 발사진동환경 하 구조건전성 확보를 위한 보강설계 적용에 한계가 존재하며, 피로파괴에 취약한 고집적 소자의 실장으로 고신뢰도의 평가기법이 요구된다. 종래 전장품 구조건전성 평가를 위해 Steinberg 피로파괴 이론이 적용되고 있으나 최근 연구들에서 이론적 한계점들이 보고되고 있다. 본 논문에서는 상기 이론의 한계점을 극복한 임계변형률 이론기반 방법론을 적용하여 초소형 SAR 군집위성 S-STEP(Small SAR Technology Experimental Project)의 X대역 SAR 탑재체 구성품 중 DCU(Digital Control Unit)를 설계하였다. 설계 유효성 검증을 위해 단순화된 모델링 기법을 기반으로 모드 해석, 랜덤 해석을 수행하였다. 적용한 방법론을 기반으로 해석 결과분석 및 안전여유 도출과 발사진동환경시험 전후 기능시험을 통해 최종적으로 전장품의 구조건전성이 확보됨을 입증하였다.

• Composites Research
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• 제19권4호
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• pp.1-6
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• 2006

PSF/AS4 복합재 적층구조의 가속노화가 피로강도에 미치는 영향을 변분이론을 이용한 에너지 발산율(energy release rate) 분석을 이용하여 연구하였다. 변분이론 분석은 수지미소균열에 대한 파괴역학을 해석하는데 사용되어 왔으며 이 논문에서는 피로하중 하에서 가속노화 시간에 따르는 파괴인성이 어떻게 변하는가를 설명하였다. 수정된 Paris 법칙에 의한 선도는 각 재료마다. 미소균열이 형성되는 특성을 나타낸다. PSF/AS4 $[0/902]_s$ 적층구조가 60일 동안 유리천이온도에 근거를 두고 세분한 4개의 각기 다른 온도로 가속노화를 하였다. 모든 온도에서 파괴인성은 가속노화 시간에 따라 감소하였다. 높은 온도에서의 파괴인성의 감소는 낮은 온도에서의 감소보다 빠르게 진전되었다. 가속노화가 피로강도에 미치는 영향을 파악하기 위해 유리 천이온도인 섭씨 180도에 가까운 170도에서 60일 동안 노화한 것과 노화하지 않은 것을 비교하였다. 노화된 시편에 대하여 파괴인성의 변화(${\Delta}G_m$)가 낮은 값에서 미소균열이 형성되는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.252-256
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• 1989

본 연구에서는 탄성-소성 피로파괴 시험을 하여 dN/dn과 .DELTA.J의 관계와 dN/과 da/dn의 관계에 대한 실험식을 얻고 이론적인 해석결과와 비교 검토하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.43-51
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• 1983

아스팔트혼합물(混合物)에 대한 실내피로시험결과(室內疲勞試驗結果)로부터 아스팔트포장(鋪裝)의 수명예측(壽命豫測)을 위한 피로파괴포락선(疲勞破壞包絡線)을 구(求)하였다. 피로파괴포락선(疲勞破壞包絡線)은 시험온도(試驗溫度)나 재하속도(載荷速度)에 거의 의존(依存)하지 않았으며, 아스팔트의 형상(形狀)에 따라 크게 변하였다. 밀립도(密粒度)아스팔트 콘크리트의 경우 피로파괴포락선(疲勞破壞包絡線)은 아스팔트의 침입도(針入度)에 관계없이 거의 한 개의 곡선군(曲線群)을 이루었다. 아울러 얻어진 피로파괴포락선(疲勞破壞包絡線)과 Burmister의 3 층(層) 탄서이론(彈性理論)에 의한 실제포장(實際鋪裝)의 피로수명예측법(疲勞壽命豫測法)을 제시(提示)하였다.

• 한국기계연구소 소보
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• 통권16호
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• pp.111-116
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• 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.

• 대한조선학회지
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• 제30권3호
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• pp.23-27
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• 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.