• Journal of Welding and Joining
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• 제21권1호
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• pp.72-79
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• 2003

Fatigue behaviour of partially penetrated butt-welded joints in high strength steel plates, in which crack-like structural defect, i.e. lack of penetration(LOP), is inevitably introduced during welding processes, was investigated. Fatigue lives of two types of welded joints, namely X-grooved and K-grooved joints, were experimentally determined first. Observed fatigue crack propagation behaviours of the partially penetrated butt-welds were interpreted through considering 3-dimensional semi-elliptical crack shape in front of the LOP. Based on such interpretation, a fracture mechanical method to estimate stress intensity factors at the crack tip was proposed. Since the fatigue lift of the partially penetrated butt-welds was strongly influenced by the ratio of size of the LOP to thickness, D/t, the D/t was used as a main parameter to calculate the fatigue lift by using the proposed method. Comparison of the fatigue lift obtained experimentally and analytically agreed well with each other. Hence it is suggested that the method used in this work to predict fatigue lift of the partially penetrated butt-welds can be applied to real cases with improved lift-prediction capability.

• 한국생산제조학회지
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• 제24권6호
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• pp.589-593
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• 2015

The demand of high cycle fatigue behavior on plate material is increasing because of its various applications. However, the high-cycle fatigue life data of the plate material is very rare compared to the rod material. Thus, in this study, a plate specimen is designed for the ultrasonic fatigue test because it is time efficient as compared to the conventional fatigue test. To apply the ultrasonic fatigue test, the specimen design is required to resonate at 20 kHz. Therefore, the dynamic elastic modulus was determined by measuring the resonance frequency with a piezoelectric element and laser doppler vibrometer (LDV). As a result, the plate specimen is designed and demonstrated using the ultrasonic fatigue testing machine. The ultrasonic fatigue test results were compared with the hydraulic fatigue test results.

• Journal of Welding and Joining
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• 제19권1호
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• pp.112-117
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• 2001

The factor affecting on the fatigue strength of spot welded specimen have been studied. To analyze and predict crack initiation position and propagation directions on the spot welded area are very important for strength design of the automobile body structure. In fact, there are a various of loads in running automobile but, it is impossible to replay like an actual conditions in the laboratory. So, in this study tensile-shear type and in-plane bending type specimens were used in fatigue test and includes an analysis of fatigue crack initiation position and propagation directions about earth specimens. The results obtained in the present study are summarized as follows: 1. In tensile-shear type fatigue test, the region of fatigue crack initiation position was affected by out-of-plane bending deformation due to bending angle. 2 In in-plane bending type fatigue test, the behavior of fatigue crack initiation position and propagation derections due to angle between upper plate and lower plate was dominated by magnitude of in-plane bending moment.

• 오토저널
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• 제8권1호
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• pp.40-51
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• 1986

A study has been made of the corrosion fatigue of high strength low alloy steel in 3.5% NaCl solution under tension stress for solution temperature being 25.deg. C, 55.deg. C and 85 .deg. C. The main results obtained are as follows; 1) The corrosion fatigue crack growth rate curve could be divided into the First Region, the Second Region and the Third Region. 2) The corrosion fatigue crack growth rates in the First Region and the Second Region were Arrhenius temperature-dependent in this test range. The apparent activation energies for the corrosion fatigue cack growth rate were found to be 2000cal/mol in the First Region and 3700 cal/mol in the Second Region. 3) Hematite (Fe$_{2}$O$_{3}$) as the hexahedral crystal and magnetite (Fe$_{3}$O$_{4}$) as the octahedral crystal were observed in the corrosion products on the corrosion fatigue fracture surface at 85.deg. C and the anode fusion seem to be generated in the crack tip region at high temperature. 4) The complex environment effect ratio which was defined by the ratio of fatigue crack growth rate in corrosion environment to that in air might be considered not only a criterion estimating the effect of environment quantitatively but also an important parameter in the selection of the design stress for the fail safe design. The complex environment effect was not greater than ten in this test.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권6호
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• pp.498-507
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• 2017

최근 우주용 전장품에 다양한 실장형태의 고집적 소자가 적용됨에 따라, 기계적 환경에서의 고신뢰성 확보를 위해 인증모델 제작 전 잠재적 위험요소에 대한 조기진단으로 개발기간 및 비용 절감이 가능한 설계절차 구축이 요구된다. 고신뢰도 전장품 설계를 위해 기존에 적용되어온 Steinberg의 피로파괴이론은 최근 다양한 크기와 실장기법의 소자를 갖는 우주용 전장품에 적용하기에는 이론적 한계와 이들 각각에 대한 모델링 기법에 따라 상이한 결과가 도출되는 등의 한계가 존재한다. 이를 해결하기 위해 소자의 상세 유한요소모델을 구축할 시, 다수의 실장구조를 갖는 고집적화 기판을 모델링하기에는 많은 시간이 소요되는 단점이 존재한다. 본 논문에서는 고신뢰도 전장품 설계기법 구축을 위해 기존 사업에서 적용된 설계와 다른 접근방법의 일환으로 상용 신뢰성 수명예측 도구인 Sherlock을 이용하여 차세대중형위성용 탑재 전장품인 CCB(Camera Controller Box)에 대한 인증시험수준에서의 고장 메커니즘 별 신뢰성 평가를 수행하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.263-270
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• 2020

본 연구의 대상은 도로 폭이 좁은 시가지에서 굴착공사 시 적용되는 장지간 주형의 연결부이다. 일반적으로 적용되고 있는 연결부에서 상부 플랜지의 단차와 피로균열 등의 문제로 연결부의 신뢰도가 저하된다. 연결부의 결함을 보완하고 안전성을 향상시킨 개선형 연결부를 개발하였다. 유한요소 기반의 상용프로그램(ABAQUS)를 이용하여 개선형 연결부의 거동을 평가하였다. 먼저, 개선형 연결부에 적용되는 고장력 볼트 연결 및 강재와 콘크리트의 합성거동을 구현하기 위한 수치해석 방법을 제안하였다. 비교논문의 실험결과와 수치해석 결과의 비교를 통하여 개선형 연결부를 해석하는데 있어 수치해석 방법의 적합성을 검증하였다. 본 연구에서 제안하는 수치해석 방법을 적용하여 개선형 연결부와 일반형 연결부가 적용된 장지간 주형을 해석하였다. 장지간 주형의 탄소성 거동과 연결부의 응력분포를 수치 해석적으로 비교분석하였다. 개선형 연결부의 도입으로 25%의 압축응력이 감소되며 구조적 성능 개선효과 및 안전성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.579-584
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• 2017

고속 철도 차량 댐퍼의 오일 씰은 열차 운행동안 외부 환경으로부터 유해한 오염을 막고, 댐퍼 내부에서 오일 누출을 방지하고자 사용되는 니트릴 부타디엔 고무 재질 부품이다. 오일 씰의 주요 고장원인인 누유는 본 댐퍼의 피로 파손을 일으킨다. 뿐만 아니라 본 오일 씰의 누적 손상은 궤도 불규칙과 캔트 등으로 열차 주행동안 반복적인 댐퍼의 상하 운동으로부터 로드와 본 부품 사이에 접촉력으로 인하여 발생한다. 따라서 본 오일 씰의 설계는 취약점에서 최대 주변형률을 최소화하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 댐퍼의 내구성을 향상하기 위하여 다중 섬 유전자 알고리즘을 이용하여 오일 씰 단면형상에 대한 최적설계를 수행하였다. 오일 씰의 최적단면은 절차 자동화 / 최적설계 프로그램을 이용하여 본 연구의 최적설계와 비선형 유한요소해석의 통합절차에 따라 얻어진 것이다. 또한, 비선형 유한요소해석의 입력 자료로서, 본 고무의 비선형 물성 값은 말로우식으로 표현하였다. 취약지점인 오일 누유지점에서 최적단면의 오일 씰은 초기 형상과 비교할 때, 이 지점에서 최대 주변형률이 약 24% 감소함을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.387-394
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• 2016

현재 운영되고 있는 제철소의 열연 공장은 24시간 상시 운전을 하고 있다. 각 공정별 주요 기능을 살펴보면 가열로, 조압연, 사상압연 및 권취 등으로 구성되어있으며, 여기에서 두께 및 폭 압연을 하고 이를 위한 소재의 온도를 조절하는데 큰 기능이 있다. 여기에는 작업의 특성상 고장 및 불량 요소가 상당히 많다. 또한 제품의 출하 이후에도 클레임이 발생하면 조사가 필요한 실정이다. 기존의 각 공정별 두께계, 폭계, 온도계에서의 독립적인 데이터 취득 및 모니터링에 의한 운전은 조업자로 하여금 많은 피로감을 준다. 이를 보완하고자 각 공정의 데이터를 통합해서 기능별로 모니터링하고 향후 작업 결과도 확인할 수 있는 통합 모니터링 시스템의 필요성이 대두되었다. 이에 압연공정 품질모니터링 시스템을 개발함으로서 보다 효율적인 운영이 가능하게 될 것으로 기대한다.

• 오토저널
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• 제5권1호
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• pp.32-44
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• 1983

In case of $K_{Imax}$ < $K_{Iscc}$, the corrosion fatigue of high strength steel in 0.1N $H_{2}$S $O_{4}$ solution and 3.5% salt water is as follows. 1. The fatigue life shortens in order of 3.5% salt water and 0.1N $H_{2}$S $o_{4}$ solution. 2. The fatigue crack growth rate in air is obtained as the following equation. (dc/dN)$_{atr}$=7.23*10$^{-6}$ (.DELTA. K)$^{2.23}$ 3. The corrosion fatigue crack growth rate in environment is divided into three regions, that is, First Region, Second Region and Third Region from the small cyclic stress intensity. 4. The formation rate of the active surface on metal is slower than the mechano-chemical reaction rate in First Region. The crack growth rate depends on time and the cyclic stress intensity and is expressed as the following equation. (dc/dN)$_{I}$=C(/DELTA. K)$^{\delta}$ 5. The formation rate of the active surface is faster than the mechano-chemical reaction rate in Second Region and the synergistic effect by stress and corrosion becomes slow. In case the fatigue load is large, we have the critical crack growth rate which is not related to the cyclic stress intensity. 6. The corrosion crack growth rate by the mechano-chemical reaction is the same in $H_{2}$S $O_{4}$ solution and salt water, so Hydrogen accelerates the crack growth. 7. The environment has no effect on the corrosion fatigue crack growth rate in Third Region. 8. In First Region and Second Region, dimple is observed on the fatigue fracture surface in 0.1N $H_{2}$S $O_{4}$ solution. 9. The striation is observed in any environment as in air in Third Region and its interval approximately coincide with the crack growth rate.ate.e.e.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제3권2호
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• pp.107-111
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• 2017

$1100^{\circ}C$급 가스터빈 동익의 국산화 개발품에 대한 신뢰성을 무고장시험법에 의해 평가하였다. 터빈 동익은 기동, 정지 중에 발생하는 공진 또는 유체유발진동을 겪는 등 터빈 운전 중 상시 다양한 동하중에 노출되어 있으며, 이러한 변동하중은 터빈 동익에 고주기피로손상을 초래한다. 특히 동익의 파손에 의한 사고는 타 설비로의 파급이 크고, 막대한 경제적 피해를 야기하기 때문에, 발전소의 안정적인 운전을 위해 동익의 신뢰성이 우선 검증되어야 한다. 동익에 균열을 일으키기 위해서 전자식 가진기를 이용하여 공진에 의한 증폭된 동하중을 부과하였다. 가스터빈 동익의 수명분포를 와이블 분포로 가정하여 를 시험 시간을 계산하고, 시료 1개의 고장을 허용하는 조건으로 총 5개의 개발품을 대상으로 시험을 수행하여, 개발품 동익의 목표 수명을 90% 신뢰도로 보증할 수 있다는 것을 90% 신뢰수준에서 확인하였다.