• 한국유체기계학회 논문집
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• 제8권5호
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• pp.35-45
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• 2005

The tilting pad journal bearings have been widely used to support high pressure/high rotating turbine rotors owing to their inherent dynamic stability characteristics. However, fatigue damages in the upper unloaded pads and the break of locking pins etc. by pad fluttering are continuously taken place in the actual steam turbines. The purpose of this paper is to develop a new bearing model that can prevent bearing problems effectively by pad fluttering in a tilting pad journal bearing. A new bearing model which has a wedged groove is suggested from the studies of fluttering mechanism performed by previously research works. The fluttering characteristics of the upper unloaded pad are studied experimentally in order to verify the reliability of a new bearing model. It can be known that the phenomenon of pad fluttering nearly does not occurred in the new bearing model under the various experimental conditions. And it is observed that any kinds of bearing failures by pad fluttering does not detect in the application of acture steam turbines.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권10호
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• pp.1676-1685
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• 2003

Tensile and low cycle fatigue tests on prior cold worked 3l6L stainless steel were carried out at various temperatures ftom room temperature to 650$^{\circ}C$. Fatigue resistance was decreased with increasing temperature and decreasing strain rate. Cyclic plastic deformation, creep, oxidation and interactions with each other are thought to be responsible for the reduction in fatigue resistance. Currently favored life prediction models were examined and it was found that it is important to select a proper life prediction parameter since stress-strain relation strongly depends on temperature. A phenomenological life prediction model was proposed to account for the influence of temperature on fatigue life and assessed by comparing with experimental result. LCF failure mechanism was investigated by observing fracture surfaces of LCF failed specimens with SEM.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.291-297
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• 2003

Fluid film tilting pad journal bearings are widely used for large steam turbines. However, bearing problems by pad fluttering, such as fatigue damage in the upper unloaded pad, the break of locking pins and the wear of pinholes etc., are frequently taken place in the actual steam turbines. The purpose of the present work is to investigate on the mechanism of pad fluttering and the prevention of pad fluttering with the variation of preload(m) in a tilting pad journal bearing. It is estimated that upper pad is easy to flutter because the film shape of upper pad is diverged one from the analysis of moment direction acting on pivot point. Effective preload range in order to be statically loaded pad under all operating conditions is suggested as m＞0.5. Also, as a bearing that can be prevented pad fluttering, design modified bearing is suggested. For the adjustment in actual steam turbines, bearing and rotor dynamic analysis are performed to identify bearing characteristics and to verify the reliability of rotor-bearing system.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.400-405
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• 2004

In this study, the optimal welding condition of the input power was selected experimentally through the ERW simulator, which is equal to welding status of ERW part in pipe. This condition is the input power 250kW in the heat treatment of the $900^{\circ}C$ normalizing derived from the nondestructive technique and impact energy. In order to evaluate the variation of the fatigue life in the pipe, fatigue surface crack growth test of base and optimal welded metal were performed statistically. As stress intensity factor range (${\Delta}K_s$) increases, the fatigue crack propagation rate (da/aN) of the base metal is faster than that of the welded joint. The variation of the fatigue life in the ERW pipe was estimated statistically using Monte-Carlo simulation with the standard deviation of material constants (C and m) of the paris law in the specimen.

• 한국철도학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.118-124
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• 2002

The failure probability of wheel beyond 10$\^$7/ cycles is achieved by the strengths-stress interference model for the evaluation of fatigue strength and reliability in the wheel, From plane bending fatigue test results, the fatigue life (N$\_$f/) for the smooth and 200㎛ holed specimens can be represented as $\sigma$$\_$a/ = 1326N$\_$f/$\^$-0.10/ and $\sigma$$\_$a/ = 2894N$\_$f/$\^$-0.18/. Respectively, fatigue strength of the wheel at beyond 10$\^$7/cycles was about 332 MPa. And, the fatigue strength for the specimen with a micro hole (d=200㎛) which simulated an inclusion on the wheel surface was about 235 MPa. Thus, a micro hole (d=200㎛) caused about 30% reduction of fatigue strength of the specimen. The failure probabilities for the smooth and micro-holed specimens, derived from the strength-stress interference model, are 0.0148% and 13.05%, respectively. The current finding suggests that at least 200 ㎛ sized inclusion, which might be produced during manufacturing process, will cause a critical effect on integrity of the railway vehicle.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.86-86
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• 2011

토목 기술의 발달로 장대교량이 증가함에 따라 교면 포장도 더 심각한 진동 및 충격, 기상조건에 노출되게 된다. 교면 포장은 차량의 주행의 편리성뿐 아니라 교량 구조물을 보호해야 하는 역할도 함께 수행하기 때문에 일반 토공부의 포장과 다른 성능을 필요로 한다. 교면 포장의 특수함을 감안하여 교면 포장의 품질을 평가하고, 설계와 적용시 반영 한다면 교량의 내구 연한 및 시공, 유지관리 비용을 절감 할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 교면 포장에 요구되는 성능을 조사하고, 교면 포장 특히, 장대 교량 적용시 교면 포장의 성능 평가를 위한 평가 방법을 고찰하였다. 교면 포장의 가장 큰 구조적 특징은 교량의 진동과 휨에 의해 포장이 받게 되는 휨응력이다. 특히 교량의 장경간화에 따라 더 큰 진동과 변형을 경험하게 되는 교면 포장은 그에 따른 충분한 휨 추종성과 피로 저항성을 확보하여야 한다. 기존 토공부 포장에서는 실험이 간단한 원통형 공시체를 이용한 간접인장강도 모드의 실험으로 피로 성능을 평가하였으나, 교면 포장은 실제 거동 특성과 유사한 빔 피로 시험 모드가 보다 신뢰성이 높을 것으로 판단된다. 빔 피로시험 모드로는 3점, 4점, 5점 휨 피로 시험 모드가 있으며, 각각의 모드는 지지점의 개수, 재하점의 개수에 따라 다른 거동 특성을 평가 할 수 있다. 최근 개발된 5점 휨 시험의 경우 교량에서 발생하는 부(-)모멘트를 모사할 수 있어 보다 현실적인 검증이 가능할 것으로 예상된다. 이 외에도 실제 크기 모형을 이용하여 윤하중을 가하는 Full-scale 모델의 경우 비용과 시간이 많이 소요되는 단점이 있으나 가장 신뢰성이 높은 방법이라고 할 수 있다. 교면 포장은 교량구조부로 수분이 침투되는 것을 막아주는 역할을 하여야 하며, 특히 해상 교량의 경우의 염분과 겨울철 사용되는 제빙화학제는 콘크리트의 열화와 강구조물의 부식을 발생시키므로 교면 포장의 방수 성능 검토는 매우 중요한 역할을 한다. 일반 토공부 포장과 달리 교면 포장은 하부층이 대기에 노출되어 있기 때문에 겨울철에 더 낮은 온도로 포장체의 온도가 내려가게 되고, 온도가 떨어진 포장층은 스티프니스가 증감함에 따라 저온 균열의 발생확율이 높아지며, 휨추종성도 나빠질 가능성이 높다. 따라서 저온에서의 균열 저항성 및 스티프니스를 평가하는 것은 교면 포장 재료의 중요한 인자 중 하나이다. 포장과 포장 하부층의 접착은 포장층의 일체화된 거동을 할 수 있게 하기 때문에 내구성 향상에 중요하다. 특히 교량과 같이 진동과 변형이 많은 경우에 있어 포장 접착층의 성능은 포장과 교량 구조물의 파손에 더 큰 영향을 미치게 된다. 접착성능은 실내에서의 직접인장모드와 전단접착강도 시험 모드의 실험이 있으며, 현장에서 측정하는 Pull-off 실험 등이 있다. 최근에 교통량과 중차량의 증가와 더불어 교량이 장경간화 되어 가면서 평가방법과 기준을 과거보다 엄격하게 할 필요성이 있다. 하지만 현실은 교면포장에 대한 시방규정이 모호하기 때문에 본 논문에서 제시한 국내외의 다양한 평가방법을 통해 적절한 교면포장의 성능을 평가하고 교면포장의 거동특성에 대한 이해를 함으로써 보다 발전된 교량기술을 확보할 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.44-54
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• 2018

복합발전플랜트 배열회수보일러 고압증발기의 기기인 분배기에 대하여 설계조건과 과도운전조건을 고려하여 응력 및 피로에 관한 안전성을 평가하였다. 먼저, 배열회수보일러 튜브군 모델의 해석결과로부터 분배기의 상부에 연결되는 수직 강수관, 하부에 연결되는 수직 급수배관, 열교환기의 입구헤더로 향하는 수평방향의 방사형 배관들에 대하여 노즐하중을 도출하였다. 이와 같이 구한 노즐하중은 분배기의 상세모델에 대한 설계조건과 과도운전조건의 해석 시에 노즐 단면에 가해지는 하중으로 사용하였다. 분배기의 상세한 해석모델을 만들고 설계조건의 내압과 노즐하중에 대한 정적구조해석을 수행하였다. 설계조건에서 최대응력은 수평방향 배관의 노즐 보어에서 발생하였다. 최대응력 위치의 국부 1차 막응력이 쉘과 노즐에서 허용기준보다 작으므로 ASME Code의 허용기준을 만족하는 것으로 나타났다. 배열회수보일러에 주어진 8가지 과도운전조건을 고려하여, 분배기의 상세모델에 대하여 열해석을 수행하고, 과도운전 시의 내압, 노즐하중, 열하중에 대한 과도구조해석을 수행하였다. 과도운전조건에서 최대응력은 분배기 상부의 수직 강수관 노즐 부위에서 발생하였다. ASME Code에 의거하여 수직 강수관 노즐 부위의 피로수명을 평가하였다. 결과적으로 계산된 누적피로사용계수가 허용기준보다 작으므로 기대수명 동안에 피로파손에 관하여 안전한 것으로 나타났다.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권12호
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• pp.1346-1350
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• 2012

Contact wire is one of the most important components supplying electricity to railroad cars. At the beginning of the research on contact wire, wear problem caused by friction between contact wire and pantograph was considered even more important issue for the failure of contact wire. However, since several fatigue fractures were reported from Shinkansen in Japan, fatigue fracture has become another important issue for the failure of contact wire. Despite of its importance, standard of the fatigue test of contact wire has not been established yet. Thus, fatigue characteristics of contact wire is very difficult issue to evaluate quantitatively. Hence, in this study, test method simulating operating conditions of contact wire by Minsung Kang and etc. is used to evaluate the fatigue characteristics of copper alloy contact wire. Also, test results is compared with the result of Minsung Kang's research on pure copper contact wire.

• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.69-72
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• 2014

LNG 저장탱크의 9% Ni강 내부탱크가 파손되면 LNG가 유출되어 콘크리트 외부탱크가 LNG를 저장하게 되는데 이때 외부탱크의 내면과 외면의 온도차에 의해서 외부탱크 원통형 하단부에 큰 인장응력이 발생하게 된다. 이러한 온도차에 의해 발생되는 인장응력을 감소시키기 위해 단열재와 9% Ni 강재로 이루어진 코너프로텍션이 2차 방벽으로 설치된다. 본 눈문에서는 유한요소법을 이용하여 코너프로텍션의 직사각형 너클형상과 원형 너클형상에 따른 구조해석을 실시하여 Von-Mises 응력과 용접부의 피로수명을 예측하였다. 구조해석 결과 안전계수는 원형 너클이 직사각형 너클보다 23% 크게 나타났고, 피로수명은 원형 너클이 직각 너클보다 21% 크게 나타났다. 동 결과를 이용해서 향후 코너프로텍션의 수명평가 및 최적설계 등에 활용이 가능할 것이다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권4호
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• pp.352-357
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• 2008

구조물의 안전 보장 문제에 있어 재료의 파손 이전에 미세균열을 검출하는 것은 매우 중요하다. 비선형 초음파 기법은 일반적인 초음파 기법보다 미세결함에 민감하기 때문에 이를 이용하여 비파괴적으로 구조물이나 재료의 건전성을 진단하는 방법이 주목받고 있다. 계면접촉에 의한 비선형 초음파 효과는 초음파가 내부의 미세 균열에 입사될 때 미세균열면에서 응력과 변위가 비선형 관계를 가지고, 이에 의해 파가 왜곡되어 그 결과 고조파 성분이 발생하는 현상이다. 본 연구에서는 이러한 비선형 초음파 기법의 적용가능성을 알루미늄 시편에 인위적으로 발생시킨 피로균열을 대상으로 실험적으로 검증하고자 하였다. 이를 위해 V-노치를 갖는 A16061의 피로균열 시험편을 준비하고, 균열방향으로 2차 고조파 성분의 크기를 측정하였다. 실험결과 미세균열에서 고조파 성분이 크게 발생하며 이 기법에 의한 균열깊이 측정이 일반적인 반사파의 6 dB drop법보다 정확함을 확인하였다.