• 대한조선학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.108-116
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• 1991

선용재료중(船用材料中)에는 정적하중(靜的荷重)에 의한 정적거동(靜的擧動)(응력-변형률관계)과 반복하중(反復荷重)에 의한 반복거동(反復擧動)(응력진폭-변형률진폭관계)이 상이(相異)하게 되는 경우가 많다. 특히 탄소성(彈塑性) 응력집중부(應力集中部)에서 진전(進展)하는 초기의 짧은 피로균열(疲勞龜裂)은 재료(材料)의 반복거동(反復擧動)에 크게 의존하여 성장하므로 재료(材料)의 정적(靜的) 및 반복거동(反復擧動)의 비교, 검토가 요구된다. 본 연구에서는 2종류의 철강재료(鐵鋼材料)(SS41, HT80)와 5종류의 Al합금(合金)(A5083-O, A6N01-T5, A7N01-T4, A7016-T6, A7178-T6)에 대하여 정적(靜的) 및 반복하중(反復荷重)에 의한 재료(材料)의 응력-변형율(應力-變形率) 관계(關係)를 비교, 검토하였고, 각(各) 재료상수(材料常數)를 구하였다. 또한 응력집중부(應力集中部)에 일정 진폭의 반복하중(反復荷重)이 작용(作用)하여 탄소성(彈塑性) 변형(變形)할 때 그 선단(先端)의 응력(應力)과 변형률(變形率) 진폭(振幅)의 변화(變化)에 미치는 재료(材料)의 반복(反復) 경화특성(硬化特性)의 영향에 대하여 Neuber법칙(法則)과 중앙(中央)노치재(材의) 실험(實驗)에 의하여 고찰(考察을 행하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권8호
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• pp.1493-1502
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• 1992

본 연구에서는 크랙선단의 소성변형에 의해 발생하는 소성유기 크랙개구거동 을 검토하기 위하여, 크랙선단 최인접 영역에서 COD를 측정할 수 있는 직접 측정법을 개발 사용하고 (1) 직접측정법의 적용범위와 크랙선단의 개구거동 (2) 측정위치에 따 른 개구하중의 변화 (3) 개구비에 영향을 주는 하중변수등에 대하여 고찰하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제18권3호
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• pp.172-180
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• 1998

본 연구에서는 비파괴방법중 대단히 효과적인 방법이라 할 수 있는 X선 프렉토그래피 방법을 이용하여 파괴역학적 파라메타인 ${\Delta}K$, $K_{max}$의 정량적인 평가의 가능성에 대하여 검토하였다. 이를 위하여 A12009-15v/o $SiC_w$ 복합재료와 SS41 불림재를 이용하여 피로균열진전시험을 실시하고 그 결과로부터 파면상의 X선 프렉토그래피 파라메타와 파면형성시의 파괴역학적 파라메타를 비교 검토하여 X선 프렉토그래피에 의한 ${\Delta}K$와 $K_{max}$의 평가 방법에 대하여 연구하였다. 또한, 정적하중부하에 의한 소성변형률의 비파괴적 평가법에 대하여도 검토하였다. 이를 위하여 인장시험으로 소성변형을 부하한 후, X선 프렉토그래피 파라메타를 이용하여 부하된 소성변형량의 비파괴평가법에 대하여 검토하였다. 그 결과 피로파괴시의 부하된 $K_{max}$와 피로손상 정도를 X선 프렉토그래피에 의하여 정량적으로 평가할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권5호
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• pp.391-398
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• 2016

본 연구에서는 난류 유입조건을 갖는 수평축 풍력터빈 블레이드의 공력 하중에 대해 초점을 맞추어 연구하였다. 난류모델은 풍속과 방향에 대한 변동을 포함하며, 그 특성은 난류 강도와 표준편차로 표현된다. IEC61400-1에서는 정상 난류 모델과 정상 풍속 측면도에 대해서 피로해석을 수행하도록 규정하고 있다. 이를 위해 공력 최적설계 절차를 통해 얻어낸 MW급 수평축 풍력터빈 블레이드 허브와 저속 회전축에 대한 공력하중 해석을 수행한다. 공력하중 성분은 수치적인 절차를 통해 얻어내며 이를 블레이드 회전 특성을 고려하여 해석적으로 검토하였다. 난류 조건을 고려했을 때의 최대 추력과 토크의 변동치는 난류 조건을 고려하지 않았을 때의 값들에 비해 5~8 배 더 큰 값을 보였다. 따라서 난류 조건을 반영한 하중 해석은 풍력터빈 블레이드의 구조설계에 있어서 필수적임을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.423-435
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• 1998

본 연구에서는 기존의 강교에서 흔하게 발견되고 있는 맞대기 용접부의 용입불량으로 인한 부재의 피로강도 저하도를 정량적으로 평가하고자 하였다. 이를 위하여 강교량의 재료로 널리 사용되고 있는 SWS490강으로 제작된 완전용입 및 용입깊이가 서로 다른 불완전용입 맞대기 용접시험편을 대상으로 일정진폭하중시험을 수행하여 S-N선도를 산출하고 이를 비교 검토하였으며, 파괴역학적 방법을 이용하여 불완전용입 용접재의 피로수명을 계산하였다. 본 연구의 결과로서, 완전용입 용접재의 경우 AASHTO의 피로강도등급선도와의 비교에서 피로한도값은 A등급보다 높은 값을 보였고, S-N선도의 기울기는 5.57로 매우 높게 나타났다. 불완전용입 용접재의 경우 불완전용입깊이 D가 증가함에 따라 피로강도가 감소하는데, D=14.7mm인 경우 AASHTO의 E'등급보다 낮게 나타난다. 불완전용입 용접재의 파손거동에서 피로균열은 내부 용접루트 선단부에서 a/c가 매우 작은 반타원형 표면균열의 형태로 발생하고, 시험체의 두께방향으로 진전하여 최종파손을 유발한다. 파괴역학적 방법을 이용한 불완전용입 용접재의 피로수명을 평가하기 위하여 3차원 반타원형 균열형상에 대한 응력확대계수 K를 유한요소해석으로 구하였다. 여기서 얻어진 K값과 실험으로 얻어진 Paris식의 상수를 이용하여 불완전용입 용접재의 피로수명을 계산하여 비교하였다. 그리고 실제 불완전용입 맞대기용접부의 파손으로 붕괴사고가 발생한 성수대교의 수직재에 본 연구결과를 적용하여 피로수명을 계산해 보았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.53-62
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• 1986

소재시험편(素材試驗片)과 맞대기 용접시험편(鎔接試驗片)을 대상(對象)으로 피로시험(疲勞試驗)을 행(行)하여 작용최대응력(作用最大應力)-피로수명(疲勞壽命)(S-N)선도(線圖), 소성변형율(塑性變形率)-하중반복회수(荷重反復回數)(${\varepsilon}_p$-N)선도(線圖), 초기균열발생시(初期龜裂發生時)의 소성변형율(塑性變形率)-피로수명(疲勞壽命)(${\varepsilon}_p-N_c$)선도(線圖) 및 균열성장율(龜裂成長率)-응력확대계수변동범위(應力擴大係數變動範圍)(da/dN-${\Delta}K$)선도(線圖)를 그려서 강구조물(鋼構造物) 용접부(鎔接部)에서의 여러가지 피로거동(疲勞擧動)을 검토(檢討)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 얻어진 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 하중반복회수(荷重反復回數) $2{\times}10^6$ cycle에서의 피로강도(疲勞强度)는 용접부(鎔接部)가 소재부(素材部)의 약(約) 60%였으며 강복응력(降伏應力)에 대한 피로강도(疲勞强度)의 비(比)는 소재부(素材部)와 용접부(鎔接部)가 각각(各各) 0.72, 0.65로 나타났다. 용접시험편(鎔接試驗片)의 S-N 선도(線圖)는 피로강도(疲勞强度)의 감소(減少)가 완만(緩慢)한 구간(區間)과 피로강도(疲勞强度)의 감소(減少)가 큰 구간(區間)으로 분류(分類)되어 작용최대응력(作用最大應力)이 작을 수록 피로강도(疲勞强度)의 감소(減少)가 커지는 현상(現象)을 보였다. 두 구간(區間)으로 구분(區分)되지 않은 S-N 선도(線圖)에 의한 피로강도(疲勞强度)에 비(比)해 $2{\times}10^6$ cycle에서의 피로강도(疲勞强度)가 약(約) 83%에 해당(該當)하였다. 이는 낮은 응력(應力)에서 용접부(鎔接部) 내부결함(內部缺陷)의 영향(影響)이 크게 작용(作用)하는 때문이 아닌가 생각된다. 용접시험편(鎔接試驗片)의 경우(境遇) 소재시험편(素材試驗片)에 비(比)해, 또 작용최대응력(作用最大應力)이 클수록 초기균열발생(初期龜裂發生)이 빠르고 균열발생직전(龜裂發生直前)의 소성변형율(塑性變形率)의 증가(增加)가 급격(急激)한 것을 알 수 있었다. 소재시험편(素材試驗片)에서 ${\varepsilon}_p-N_c$ 관계식(關係式)의 상수(常數) ${\alpha}$값이 0.42 로 Manson, Coffin의 연구결과(硏究結果)와 거의 일치(一致)하였고 용접시험편(鎔接試驗片)에서는 이 값이 0.28 로 이들의 연구결과(硏究結果)와 큰 차이(差異)를 나타내었는데, 이는 피로(疲勞)에 의한 용접부(鎔接部) 소성변형(塑性變形)의 급격(急激)한 변화(變化)와 내부결함(內部缺陷)의 영향(影響)이 작용(作用)했기 때문이 아닌가 생각된다. 이와 같은 결과(結果)로 볼 때 기존(旣存)의 강구조물(鋼構造物) 및 향후(向後) 신설(新設)될 강구조물(鋼構造物) 용접부(鎔接部)의 품질(品質) 및 피로(疲勞)에 대한 안전성(安全性)에 적절(適切)한 대책(對策)이 요망(要望)되며, 이 분야(分野)에 관한 더 많은 연구(硏究)가 행(行)해져야 되리라고 사료(思料)된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권3호통권32호
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• pp.363-375
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• 1997

절취된 세로보를 갖는 강철도교량의 바닥판에서의 피로거동 및 손상시 보수 보강의 효과를 연구하기 위해 8개 대형시험체에 대한 모형시험을 수행하였다. 실교량을 대상으로 실동응력을 측정하여 기본 응력범위 빈도히스토그램을 작성하고 이에 의한 변동응력의 등가응력범위를 산출하였다. 이 등가응력범위를 기준으로 피로시험의 응력변동범위의 크기를 조정하면서 정적 및 피로시험을 보강전과 보수 보강후로 구분하여 실시하였다. 정적시험에 의하면 재하하중의 크기가 등가실동응력 수준인 시험체의 경우에서 이미 허용응력과 비슷한 응력을 나타내므로서 피로균열의 발생조건을 충족하고 있었다. 손상된 시험체에 대해 다양한 보수 및 보강을 실시하여, 각각의 결과를 비교검토하였다. 그 결과 보수효과는 stop hole을 천공하고 고장력볼트를 체결한 경우에 피로균열성장의 지체효과가 뚜렷하게 나타났다. 한편 보강효과는 휨의 지배를 받는 세로보의 경우 인장측 플랜지의 보강이 효과적이며, 복부의 보강은 보강방법으로 적절하지 않음을 알 수 있었다. 또한 직각절취된 세로보의 피로설계등급은 우리나라 시방서 피로설계규정의 E등급에 해당한다는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3D호
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• pp.399-405
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• 2008

포장궤도는 기존선의 유지보수 노력을 절감하기 위하여 개발되고 있다. 이 중 베이스플레이트 저탄성패드는 궤도 전체의 지지강성을 결정하는 구성품으로서 궤도의 응력-변위특성, 동적응답, 피로특성 등에 가장 큰 영향을 미친다. 따라서 저탄성패드의 적용은 궤도전체의 내구성과 안정성에 미치는 영향이 크다고 할 수 있다. 본 논문에서는 저탄성패드의 적용으로 인하여 획득되는 효과 중 노반에 전달되는 열차하중의 저감에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 패드스프링계수별 정적해석과 실물반복재하시험을 수행하고 그 결과를 비교 분석하여 저탄성패드의 하중 전달특성을 파악하였으며 전달하중 저감효과를 검토하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.317-325
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• 2008

최근 연구결과 레일연마 및 장대레일화로 누적통과톤수에 의한 레일교체기준의 연장이 가능한 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 현재 도시철도에서 사용 중인 대표 궤도구조에 대해 실운행 열차하중에 의한 궤도의 동적 응답을 분석하여 현 궤도의 상태평가를 하였으며 궤도의 상태 변화에 따른 레일의 부담력을 검토하였다. 또한, 측정된 응력파형을 Rainflow Count Method를 이용하여 응력히스토그램을 작성하고 등가응력을 상정하여 신규 레일 용접부의 S-N 선도에 적용함으로써 노후레일의 누적피로손상도 및 휨 피로수명을 산정하였다. 최종적으로 본 연구에서는 궤도구조 및 상태를 고려한 레일교체기준의 개정을 제안하고자 하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.75-82
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• 2001

건조 후 수행하는 수압시험 또는 화물의 적재 등과 같은 정하중은 파랑변동하중에 비하여 선체구조물에 상당히 큰 응력을 유발한다. 이러한 정하중이력에 의하여, 선체구조물의 응력집중으로 인해 피로강도가 문제되는 용접이음부에서는, 재료의 탄소성 거동에 의하여 초기용접잔류응력이 상당히 이완될 것으로 예상된다. 따라서, 이러한 용접이음부의 피로강도를 평가할 때에는 이완된 잔류응력의 영향을 고려하는 것이 보다 합리적이다. 본 연구에서는 선체구조물의 여러 가지 용접형태 중 Padding plate가 용접된 형태에 대하여 정하중이력($0.5{\sigma}Y,\;0.85{\sigma}Y$)에 의한 초기 용접잔류응력의 변화를 측정하며, 잔류응력의 변화가 피로강도에 미치는 영향을 검토한다.