• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제9권4호
• /
• pp.209-216
• /
• 2005

본 연구에서는 피로시험을 통해 H형 및 Channel형 복공판의 성능을 검토하였다. 이 시험을 통하여 균열의 발생원인과 구조체의 거동의 상관성을 분석하였다. H형 복공판은 백만회 이상의 반복하중에서도 안정적으로 거동하였다. Channel형 복공판의 경우 시험체 모두 대략 십만회에서 피로파괴가 발생하여 공용하중을 사용하는데 있어 내구 수명의 확보에 문제점이 있음을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제10권8호
• /
• pp.2062-2067
• /
• 2009

도로 건설 중 기존 교량에 가교를 접속하여 사용하는 경우가 종종 발생한다. 이 경우 차량 하중 방향의 변경으로 인하여 기존 교량의 주형의 설계 시 고려하지 못한 피로 안정성 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 교량의 내민 슬라브와 주형의 안정성을 도로교 설계기준의 허용 피로 응력을 이용하여 검토하였다. 응력변동이 가장 큰 지점은 가교 접속 구간의 교량 시점에서 55m 떨어진 지점부, 그리고 교량 시점과 지점부 사이의 중앙점(교량 시점에서 32.5m 떨어진 지점)의 응력 변동이 크다는 것을 알 수 있었다. 이에 대한 기존 교량의 내민 슬라브와 주형에 보강이 필요함을 확인하여 보강대책을 수립하였고 보강 후 가교와 기존 교량의 피로 안정성 검토를 다시 수행하여, 도로교 설계 기준의 허용 피로 응력에 만족함을 확인하였다.

• 기계저널
• /
• 제17권1호
• /
• pp.32-39
• /
• 1977

파괴역할적으로 피로문제를 다룰 때는 언제나 crack의 존재를 전재로 한다. 재료가 피로하중을 받아 파괴에이르는 과정의 설명은, 일차적으로는 피로에의한 crack의 발생이고, 다음단계로는 발 생한 crack들의 상호연결 또는 성장을 거쳐 최종적으로 파단에 이른다는 순서로 이루어진다고 보 기 때문이다. 또한, crack의 존재를 전제로 하더래도 crack청단의 응력장이 탄성론적으로 해석될 수 있어야함도 절대적인 전제가 되고 있다. 모든 피로제엔 각경형태의 crack발생, 성장이 관찰되 고 있는데, 이들 모든 crack들이다. 파괴역학적으로 다루어 질 수 있는 것은 물론 아니고, 아직도 K해석이 도어있지 않은 crack들이 많이 남아 있는 것이다. 예컨대 회전굽힘 피로시험편에서 관찰 되는 각종 형태의 표면피로 crack들은 응력해석의 곤란 때문에 아직은 이들에 적용시킬 K의 표 식이 없는 실정이라 하겠다. 이들 crack에 대해서는 K해석 뿐만 아니고, 피로역학적인 다른 Factor 즉 $r_{p}$라든가 .phi.같은 것들도 이해색상태에 있어 이 분야에의 연구가 많이 기대되고 있는 실정이다. Crack에 대한 연구는, 그것이 파괴의 전제가 되기 때문에 큰 의의를 갖는다고 보 겠는데 표면 Crack이 연결 또는 성장해서 시편의 전주를 완전히 일주 했어도 그것만으로는 바로 재료의 파괴에 직결이 되지 않는 것도 이 시험편의 특색이라 하겠다. 물론 회전굽힘 피로시험편 외에도 K해석이 되어있지 않은 경우는 아직도 많으며, K가 해석되어 있는 경우에 대해서도 정확 한 경계조건 등을 잘 검토해 가면서 응용함이 옳을 것이다. 화전굽힘피로의 경우나 그밖의 예에 서와같이 정확한 K해석이 이루어져 있지 않드래도 연구자에 따라 "Effective Streess Intensity Factor"라는 것을 쓰는 예도 왕왕있는데, 이에는 상당한 검토와 타당성제가 요구되고 있으며, 그 사용가능성여부에 대해서는 논란이 많이 따르는데 상례이기도 하다. 몇가지의 피로구열해석예를 들어보기로 한다. 들어보기로 한다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제21권1호
• /
• pp.55-62
• /
• 2009

강교 제작에는 강재 표면의 이물질 제거와 피복방식재료의 부착성 증대를 위하여 블라스트 표면처리가 실시되고 있다. 블라스트 표면처리는 쇼트나 그릿 등의 연마재를 압축공기로 분사하여 강재 표면에 충격을 가하는 표면처리법으로, 블라스트 처리에 의해 표면형상이 개선되고 압축잔류응력이 도입되어 용접이음의 피로수명이 향상될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 하중비전달형 십자필렛 용접이음의 피로실험을 실시하여, 블라스트 표면처리가 용접이음의 피로거동에 미치는 영향을 실험적으로 검토하였다. 피로실험에는 용접 후 무처리 시험편(용접 그대로), 용접 후 블라스트 표면처리 한 시험편과 블라스트 처리 후 열처리에 의해 잔류응력을 제거한 시험편의 합계 3종류의 용접시험편을 대상으로 하였다. 그 결과 블라스트 표면처리에 의해 용접지단부의 곡률반경은 약 29% 증가하였으며, 용접지단부의 인장잔류응력이 제거되고 압축잔류응력이 도입되었다. 그리고 블라스트 처리에 의해 피로수명과 피로한계가 증가하였다. 피로수명은 응력범위가 낮을수록 더 크게 증가하였고, 피로한계는 약 1.5배 증가하였다.

• 콘크리트학회지
• /
• 제5권4호
• /
• pp.135-144
• /
• 1993

본 논문은 일정진폭의 피로하중을 받는 피리스트레스트 콘크리트 합성거더 교량의 피로해석 절차를 시간의 진행에 따른 재료 특성의 변화양상을 고려하여 정립하였다. 본 논문에서 제시된 방법은 피로하중의 재하에 따라 균열이 진전되면서 생기는 중립축의 이동현상을 고려하였으며, 해석결과는 기존의 제한된 실험자료와 부합되었다. 또한, 건설부에서 규정한 표준 I 단면의 프리스트레스트 콘크리트거더의 피로저항능력을 검토한 결과 충분한 안전도를 갖고 있음을 확인하였다. 그리고 이 방법의 적용으로 임의의 단면형상을 갖는 프리스트레스트 콘크리트 거더의 피로특성을 S-N 곡선의 형태로 나타낼 수 있도록 하였으며, 이는 향후 변동진폭하중하에서의 피로거동 해석에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권10호
• /
• pp.1281-1289
• /
• 2011

본 논문에서는 소형풍력발전시스템 블레이드 제작에 사용되는 복합재료의 피로수명 데이터에 대한 통계적 해석을 위하여 다양한 확률분포 모델의 적합성에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 삼축 유리섬유강화 복합재료를 대상으로 0$^{\circ}C$, 45$^{\circ}C$ 및 90$^{\circ}C$ 의 하중방향에 대한 인장시험을 실시하였다. 또한 상기의 하중방향에 대하여 4 수준의 피로응력준에서의 피로시험을 수행하였다. 이를 통하여 획득한 피로수명 데이터를 대상으로 1) 전체 적합성, 2) 끝단 적합성 및 3) 피로물리 일치성의 기준을 이용하여 2 모수 Weibull, 3 모수 Weibull, 정규 및 대수정규분포의 적합성을 평가하였다. 또한 피로수명의 분산에 대한 하중방향 및 피로응력의 영향 역시 검토하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제22권5호
• /
• pp.529-541
• /
• 2020

기계화터널시공의 대표적인 장비인 TBM의 커터헤드는 타 장비에 비해 굴착 중 발생하는 하중이 매우 크며, 마모가 발생하여 단면이 손실되는 작업환경을 가지고 있어 피로파괴에 의한 설계검토가 필요하지만, TBM커터헤드에 대한 피로해석을 수행한 사례는 찾기 어렵다. 본 연구에서는 직경 8.2 m인 커터헤드를 대상으로 안전수명설계 개념으로 S-N커브를 이용하여 응력-수명 설계 검토를 수행하였다. 또한 건설장비의 피로설계방법과 피로손상도를 평가하는 방법에 대해 소개하고 직경 8.2 m의 TBM 커터헤드를 대상으로 피로해석을 수행한 결과를 설명하였다. S-N curve는 피로 설계를 하는 데에 있어서 핵심적인 역할을 하는 것을 알 수 있었으며, 피로 하중을 받고 있는 구조물이 현재 시점에서 어느 정도의 피로 손상을 받고 있는지를 평가하는 데에도 사용될 수 있다. 앞으로 건설장비에서도 장비를 사용하는 동안 어떤 시점에서 피로문제가 발생하는지와 장비의 안전 점검은 언제 실시하는 것이 효과적인지 등에 대한 정보를 파악하는 안전수명설계 개념을 도입하는 것이 필요하다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제29권1호
• /
• pp.49-60
• /
• 2017

부유식 구조물의 계류선의 설계는 강도뿐만 아니라 피로수명 측면에서도 검토가 반드시 요구된다. 일반적으로 계류선의 피로 설계에는 동적 응력을 야기하는 하중이 지배적인 영향을 미치게 된다. 즉, 파랑이 주요 설계 하중으로 고려가 된다. 본 연구에서는 불규칙 파랑에 대한 해중 터널 계류선의 피로 손상 특성에 대해 분석한다. 시간 이력 유체-구조 동역학 해석을 통해 특정 환경 하중에 대한 해중터널의 동적 운동 및 계류선에 발생하는 장력과 응력을 계산하고, Rainflow 집계법 및 Palmgren-Miner의 법칙 그리고 DNV 기준에서 제시하는 해양구조물 설계를 위한 S-N 곡선을 고려하여 단기 피로 손상을 추정한다. 해중 터널의 계류 형식과 유사한 계류 형식을 갖는 인장각 플랫폼의 텐던 설계를 참고하여 100년 재현 주기 파랑이 48시간 지속되는 조건을 가정하여 이 환경 하중에 의한 피로 손상도를 추정한다. 본 해석 절차를 따르며, 함체의 흘수와 계류선의 간격 및 초기 기울임 각도가 피로 손상도에 미치는 영향을 분석한다.

• 터널과지하공간
• /
• 제22권2호
• /
• pp.77-85
• /
• 2012

피로파괴는 반복적인 하중에 의해 재료 내에 균열이 발생하고, 진전함에 따라 재료의 물성이 약화되어 최종적으로 파괴에 이르는 현상을 말하며, 일반적으로 반복적인 하중이 가해지는 기계나 구조물 등은 피로파괴를 고려한다. 암반구조물의 경우 일반적으로 동적인 반복하중에 의한 피로파괴보다는 정적인 크립에 의한 피로 파괴를 경험하는 경우가 대다수이다. 그러나 압축공기와 같은 물질을 지하에 저장하는 경우 물질의 입 출에 의한 내부 압력의 변화가 발생하기 때문에 지하저장시설이 위치하는 암반과 내부 콘크리트의 동적 피로파괴 특성을 검토해야한다. 본 연구에서는 복공식 지하 압축공기에너지 저장공동 내부에 설치되는 콘크리트 라이닝의 반복굴곡하중에 대한 물성변화와 플러그가 설치된 경계에서의 반복전단하중에 대한 물성변화를 실험적인 방법에 의해 알아보았다. 반복전단시험을 통해 적절한 수직응력에서 평면 인터페이스의 플러그도 역학적인 안정성을 확보할 수 있음을 알 수 있었다. 반복굴곡시험에서는 반복재하에 따른 콘크리트 라이닝의 강도저하 현상을 확인하였으며, 이로부터 S-N 곡선을 구하였다.

• 한국경영과학회:학술대회논문집
• /
• 대한산업공학회/한국경영과학회 1995년도 춘계공동학술대회논문집; 전남대학교; 28-29 Apr. 1995
• /
• pp.813-821
• /
• 1995

본 연구의 목적은 심리육체적 방법(Psychophysical method)을 이용하여 다양한 중량물운반 유형에서의 최대허용하중을 구하는 것이며 이의 타당성을 생리학적 방법(physiological method)을 이용하여 검토하는 것이다. 또한, 인체측정과 근력측정 자료를 이용하여 각 운반유형에서의 최대허용 하중을 예측하는 모형을 개발하고자 한다. 본 연구에서는 네 가지의 운반유형(Front carrying, One-hand side carrying, Two-hands side carrying 그리고 Back carrying)과 두가지의 보행 속도 (50.0 그리고 79.2 m/min)를 주요변수로 8가지의 작업에 대해 무작위로 선택하여 각 작업에 대한 최대허용 하중을 시간과 경비의 감소측면에서 폭넓게 사용되고 있는 심리육체적 방법으로 구하였다. 피실험자는 운반작업의 경력이 있는 실제 작업자군(n=7)과 그렇지 않은 학생군(n=10)으로 구분하여 건강한 남성 피실험자를 대상으로 연구를 실시하였다. 주실험전에 인체측정과 근력측정을 실시하였다. 이후에 심리육체적 방법과 생리학적 방법을 실시간(on-line)으로 실시하였다. 연구결과로 학생군과 작업자군간의 신체조건은 뚜렷한 차이를 보이지 않았으나 근력은 작업자가 우월하였다. 심리육체적 방법을 사용하여 도출된 최대허용 하중은 학생군, 작업자군 모두 운반유형의 변화에 따라 유의함을 보였다.(학생군:p=.0001 작업자군:p=.0001). 반면에 속도의 변화는 유의하지 않았다(학생군:p=.7954 작업자군:p=.9231). 또한 학생군과 작업자군 모두 Back carrying에서 가증 큰 하중을 운반하였다(학생군:8.16kg 작업자군:12.9kg). 심박수를 이용한 생리학적 연구에서는 평균 심박수가 거의 100 이하를 유지하므로써 피실험자들이 8시간 작업기준으로 보아 무리가 없는 최대허용 하중을 결정하였음을 보였다. 또한 각 운반작업에 대한 최대허용 하중을 예측하는 회귀모형을 제시하였다.