• Journal of Welding and Joining
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• 제13권4호
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• pp.7-13
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• 1995

마이크로솔더링에 의한 전자기기는, 사회기능의 중추가 되는 컴퓨터, 통신 기기, 항공기 인공위성 등의 제어계를 구성하므로, 그 접속부에 대한 높은 신뢰성의 요구는 그 무엇보다 중요하다. 전자기기에 있어서의 솔더 접속부는 집과 기판의 전기 적.기계적 접속의 역할을 하고 있으며, 따라서 개개의 접속부의 파단은 전체의 불량 으로 연결된다. 실제 전자콤포넌트와 그 시스템의 단선 등의 사고에 있어서 자주 발생 하는 사고중의 하나가 솔더접속부의 단선에 의한 것이며, 그 단선중에서도 가장 보편 적이며 또한 대단히 심각한 문제로서 주목을 받고 있는 것이 솔더접속부의 열피로파단 이다. 전자기기를 사용할 때, 스위치의 on-off에 의한 power cycle과 환경의 온도변화 에 기인하는 반복열 사이클은 솔더접속부의 피로를 일으키게 되고, 결국에는 사용중에 파단을 초래하게 된다. 이러한 온도변화의 범위는 약 -55.deg. - 150.deg.C로 예상할 수 있으며, 여기서 최고온도인 150.deg.C는 Pb-Sn 공정합금의 경우 0.9Tm.p.이상의 고온에 해당한다. 이 피로는 등온적으로 또는 열사이클중에 발생하기도 한다. 솔더접 속부의 열피로수명은 대부분의 공업재료에서 나타나는 저사이클피로거동과 유사하게 발생하며, 솔더 접속부에 인가되는 열변형/응력(thermal strain/stress)의 크기에 크게 의존하는 것으로 알려져 있다. 솔더는 서로 다른 열팽창계수를 갖는 칩과 회로 기관의 두종류의 재료를 접속하기 때문에, 상기한 바와 같은 반복열사이클에 의하여 발생하는 열변형/응력이 접속부의 피로.파단을 야기시킨다. 이러한 솔더접속부에 대한 주기적인 응력/변형의 인가는 접속부에 내.외적으로 현저한 변화를 야기시키게 되고, 열피로로 연결되며 결국에는 시스템의 전기적 단선을 초래하게 된다. 또한 열피로파단 현상는 변형/응력의 크기 뿐 만아니라 솔더합금자체의 야금학적인 물성에도 크게 의존 하며, 내적.외적인 열변화에 의한 야금학적인 특성변화도 크게 영향을 미친다. 솔더 접속부의 신뢰성에 대한 연구는, 그 중요성에 비추어 볼 때, 지금까지 수많은 연구가 행하여져 왔다. 그러나 신뢰성과 관련된 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에서의 연구는 비교적 적은 편이다. 따라서 본 해설에서는 전자기기의 마이크로 솔더접속부 에서 발생하는 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에 중점을 두어 서술하고자 한다.

• 타이어
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• 통권65호
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• pp.3-9
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• 1976

가유 고무에 대변형의 반복왜를 외부자극으로서 부여하면 초기에는 대폭의 응력의 변화현상이 보여져 서서히 일정응력치에 접근하여 파단에 이른다. 이 응력의 변화현상과 피로수명(파단하기까지의 회수)이 여하한 기계적 화학적 인자의 영향을 받는가를 천연고무의 순고무 가유물로 검토했다. 그 결과 실온으로 고무에 반복신장피로를 부여하면 가교구조, 망목밀도 및 신장률이 응력변화의 대소, 피로수명의 증감에 영향을 주었다. 고온으로 고무에 반복신장피로를 주면 열산화에 의하여 어느 온도로부터 현저한 응력연화(화학응력연화) 현상이 보였다. 연이나 고무에 열화방지제를 첨가하면 고온에 있어서의 산화반응이 억제되기 때문에 무첨가의 경우와 달라서 파단이나 현저한 응력연화가 일어나지 않았다. 피로수명(F)와 파괴신장(εb),반복신장률(ε)사이에 F=A(εb-ε)n 의 관계가 성립함이 인정되었다. An은 고유의 파라메에터어이며 천연고무의 순고무가유물로서 n은 4.0~4.5의 거의 일정치를 표시했다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.907-915
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• 1991

본 연구에서는 피로 크랙 발생 및 파단수명의 통계학적 분포특성을 명확히 하 기 위해서 단축인장을 받고, 크랙 선단 곡율반경이 일정한 중앙 크랙을 가진 81개의 시험편을 사용하여 4개의 응력 레벨하에서 피로 시험을 행한후 많은 데이터들로 부터 피로크랙의 발생, 파단특성에 대한 신뢰성 있는 통계학적 확률특성을 제시하고, 이들 데이터를 활용하여 수명예측을 행해보고저 한다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.864-869
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• 1998

파단전 누수균열을 일으키는 가장 주요한 파손 형태는 피로파손으로 사료되어, 하나로 일차냉각계통 배관의 피로파손 가능성에 대한 정량적인 해석을 수행하였다. 하나로 일차냉각계통 배관은 발전로에 비해 저온, 저압이므로 ASME Class 3 로 분류되어 설계 완료되었지만 Class 3 절차에 의해서는 피로해석을 구체적으로 수행할 수 없어, 본 연구의 피로해석에 서는 Class 1 절차에 따라 피크응력강도의 범위를 보수적으로 계산하여 피로누적계수를 산정하였다. 일차냉각계통 배관 중에서 피로파괴 가능성이 가장 큰 것으로 예상되는 고응력 지점을 배관응력해석 결과로부터 선택하여 피로해석을 수행하였다. 선택된 분기관 연결부, 앵커 지점 및 butt 용접부의 피로누적계수들이 모두 1 보다 훨씬 작았으므로 열평창과 OBE 지진하중으로 인한 일차냉각계통 배관의 피로파손 가능성은 매우 희박한 것으로 나타났다. 따라서 냉각재 상실시 파단전 누수균열 개념을 적용하기 위한 일차냉각계통 배관의 피로파손에 대한 배관의 건전성은 충분히 입증된 것으로 판단된다.

• 수산해양기술연구
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• 제36권2호
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• pp.147-154
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• 2000

실온 대기 중에서 탄소강배관(STS370)의 피로시험을 행하였다. 배관에는 외부결함을 인공적으로 상정하여, 피로균열진전 및 관통의 거동, 균열형상, 누설 및 파단수명, 균열개구변위를 실험과 이론의 양면으로부터 비교·검토하였다. 특히, 배관의 벽두께 관통후에 있어서의 응력확대계수를 평가하기 위하여 새로운 식을 제안하였다. 피로균열이 관벽을 관통하기 전에 있어서는 판모델에 의한 Newman-Raju의 응력확대계수 평가식을 이용하므로서 aspect비와 누설수명 등 관통전의 피로균열성장거동을 평가할 수 있음을 나타내었다. 또한, 피로균열이 관벽을 관통한 후에 있어서는 본 논문에서 제안한 배관모델에 의한 응력확대계수의 평가식을 이용하여 관통후의 균열형상, 파단수명 및 균열개구변위 등 관통후의 피로균열성장거동을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권6호
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• pp.707-712
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• 2012

본 연구에서는 Ti-6Al-4V 합금에 대한 초고주기 피로시험 연구를 통하여 사이클에 따른 파단면 관찰결과 2가지 타입으로 명확히 구분되는 것을 확인할 수 있었다. 첫번째로 106사이클 범위에서 확인할 수 있는 것은 표면부에서 피로크랙 사이트가 시작된 전형적인 피로 파단면이다. 두번째는 107~109사이클에서는 확연히 다른 피로파단 양상으로, 표면으로부터 $500{\mu}m$ 내부에서 피로크랙 사이트가 시작되어 크게 박리되어 나간 형상으로, 크랙 사이트 주변을 관찰한 결과 미세한 마이크로 크랙들이 입계파괴 양상으로 형성되어 있는 것을 확인 할 수 있었다. 이에 내부 크랙 사이트 피로거동에 대한 연구결과와 본 시험에서 사용된 초음파피로시험기술의 이론 및 적용사례를 소개하고 현재 활발히 진행중인 연구동향을 밝히고자 한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.583-586
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• 2011

가새골조의 정확한 내진성능평가를 위해서는 실험과 유사한 이력거동과 파단 시점을 잘 예측할 수 있는 해석적 모델이 필요하다. 가새의 이력거동을 모사히기 위해 본 연구에서는 이전 연구자들에 의해 제안된 물리적 이론 모델을 사용하였다. 또한, 가새부재의 국부좌굴에 의한 파단 예측을 위해 피로변수의 보정계수를 도입한 손상 지표를 개선하였다. 결과적으로 실험과 해석 결과를 비교하여 콘크리트충전 각형 강관가새부재의 국부좌굴 효과를 반영한 피로 보정계수를 판폭두께비에 따라 회귀분석을 통해 결정하고, 본 연구에서 제안한 해석 모델의 결과와 이전 연구의 결과를 비교하여 검증하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제16권1호
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• pp.10-18
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• 1996

본 연구에서는 SS41 불림재와 M.E.F. 복합 조직강에 대해서 파괴 역학 파라미터와 X-선 파라미터 사이의 관계를 규명하였다. 피로 균열 진전 실험이 수행되었고, X-선 회절 방법이 피로 파단면에 적용되었다. 피로 파단면을 순차적으로 전해 연마하면서 깊이에 따른 X-선 파라미터(잔류응력, 반가폭)의 변화를 관찰하였다. 최대 소성역 깊이 $w_y$는 SS41 불림재에서는 반가폭의 분포로, M.E.F. 복합 조직강에 대해서는 잔류 응력의 분포로 결정할 수 있었다. 피로 파단면의 깊이 방향에 따른 X-선 파라미터의 분포로부터 $K_{max}$과 $w_y$의 관계식이 실험 데이타로부터 얻어지고, 이 식들으로부터 $K_{max}$은 $w_y$의 측정에 의하여 추정되어질 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.497-508
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• 1998

본 연구에서는 평면결함의 일종인 용입부족의 크기가 맞대기 용접부의 피로 특성에 미치는 영향을 정량적으로 규명하였다. 정적실험 결과 비드를 삭제하지 않은 맞대기 용접부의 인장강도와 항복강도는 용입부족 크기에 관계없이 일정하였다. 또한 피로실험 결과 완전용입된 맞대기 용접부의 피로강도는 국내 외의 시방서에서 규정하고 있는 피로 등급을 모두 만족하며, 용입부족 크기에 따른 피로강도의 저하는 용입부족 크기가 증가함에 따라 피로강도가 급격하게 감소하였다. 파단형태에서 완전용입 시험체와 용입부족 시험체의 파단형태가 서로 다른 형식을 취하고 있음을 알 수 있었는데 이는 용접지단부와 용접루트부의 기하학적 형상에 따른 응력집중계수의 변화에 기인하는 것을 유한요소해석에서 확인하였다. 따라서 강구조물에 대한 용접제작시 발생할 수 있는 용접결함 중 평면결함의 일종인 용입부족은 반드시 피해야만 강구조물의 공용수명을 충분히 확보할 수 있을 것이다.

• 기계저널
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• 제52권7호
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• pp.50-53
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• 2012

피로는 하중이 반복됨에 따라 균열이 발생하고 진전하여 마침내 파단에 이르게 되는 현상으로 강 구조물 고장의 원인 중 70% 이상을 차지하고 있다. 이 글에서는 기본적인 피로수명 평가방법에 대하여 살펴보고 이를 바탕으로 용접구조물의 피로안전도를 평가하는 기술에 대하여 정리하여 보았다.