• 대한조선학회지
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• 제26권2호
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• pp.41-48
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• 1989

본 연구에서는 기계적 성질이 상이한 4가지 박용재료에 대한 피로실험을 통하여, 일정 진폭하중 피로실험에서의 피로균열 전파거동과 단일 과부하하중 피로실험에서의 피로균열 전파거동을 비교함으로써, 재료의 변형경화지수(n)와 단일과부하하중에 의한 피로균열 지연효과와의 관계를 규명하고자 하였다. 본 실험의 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 단일 과부하하중을 작용시키면 피로 균열 전파속도는 지연되며, 이 지연효과의 정도는 재료의 기계적 성질 특히 변형경화지수와 밀접한 관계가 있다. (2) 단일 과부하하중에 의한 피로 균열 전파속도는 변형경화지수의 값이 작은 재료에서는 피로균열 지연효과가 작고, 변형경화지수의 값이 큰 재료일수록 지연효과가 커진다. (3) 단일 과부하하중에 의한 균열 closure의 현상은 변형경화지수의 값이 큰 재료에서 뚜렷이 나타나며, n이 0.2보다 큰 재료에서 단일 과부하하중에 의한 피로수명 연장이 효과적임을 알 수 있다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제14권2호
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• pp.79-89
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• 1996

일정진폭하중과 과대하중비 2.5의 단일 인장과대하중에 의한 4140강 용접부 의 피로균열성장거동을 실온과 -45.deg.C의 저온에서 피로시험과 파면관찰을 통하여 고찰하였다. 이때, 용접부 미시조직의 영향을 평가하기 위해 모재(parent metal), 열영향부(as-welded HAZ), 열처리된 열영향부(PWHT HAZ)로 나누어 응력비 0과 0.5로 CT시험편을 이용하여 피로시험을 실시하였다. 피로균열성장거동은 재료의 미시조직과 온도변화보다는 응력비에 크게 영향을 받았으며, 단일 과대하중에 의한 피로균열성장 지연효과가 모든 재료에서 상당히 크게 나타났다. 전자현미경에 의한 피로파면 관찰 결과, 실온에서는 연성의 스트라이에이숀과 -45.deg.C에서는 의벽개파면과 같은 피로 균열성장거동을 나타내고 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권1호
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• pp.38-47
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• 2007

항공기 구조를 모사하여 일련의 리벳구멍을 갖는 AA2024-T3 박판 구조를 대상으로 음향방출(AE)을 이용하여 피로균열을 탐지하고, 표면초음파(SAW)를 이용하여 균열길이를 측정하였다. 누적 AE 발생수 곡선은 단균열(short crack)의 발생과 성장에 따라 일정한 간격을 두고 급격히 증가하는 계단식 형태로 나타났으나 피로균열의 성장은 지수함수적인 증가를 보였다. SAW를 이용한 균열길이 측정은 균열길이가 다른 13개의 균열에 대하여 실시하였고, 측정된 데이터를 이동식 현미경으로 측정한 결과와 비교하였다. 그 결과 1 mm 이하의 단균열의 크기를 표면초음파 방법으로 측정하는 것은 거의 불가능하였으나, 1 mm 이상의 균열에서는 비교적 높은 신뢰도로 균열길이 측정이 가능함을 확인함으로써 실용적인 측면에서 이 방법이 유효하게 사용될 수 있는 영역이 존재함을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권1호
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• pp.54-61
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• 2000

피로손상이 발생하는 초기단계는 결정립계나 석출물, 그리고 잔류응력과 같은 전위(dislocation)의 이동성에 영향을 미치는 변수에 의해 지배되는 것으로 널리 알려져 있으나, 물리적으로 손상의 발생을 탐지할 수 있는 단계는 미소균열의 발생단계라 할 수 있다. 미소균열은 microcrack으로 부르는 것이 일반적이지만 피로손상의 문제에서만은 short(or small) fatigue crack으로 통용되고 있다. 따라서 미소균열 보다는 소균열 또는 피로 단균열이 더 알맞은 용어일지도 모르는데, 그 크기가 수 ${\mu}m$에서 수 mm의 범위에 걸친 균열의 총칭이다. 이러한 크기라면 대략 통상적인 비파괴시험 방법으로 탐지할 수 있는 범위의 한계 부근에 있으므로 피로손상의 탐지와 관련된 비파괴평가의 역할과 관련하여 새삼스럽게 한번 짚고 넘어가는 것도 의미 있는 일이라 생각된다. 피로와 관련하여 보고된 비파괴평가에 관한 연구는 감히 그 숫자를 헤아릴 수 없이 많으나 그 대부분은 피로균열의 성장 및 전파에 관한 것으로, 피로 단균열과 관련한 연구는 상대적으로 적으며 특히 국내에서는 거의 찾아볼 수 없다. 그러나 피로 단균열의 탐지와 관련하여 지금까지 전세계적으로 보고된 연구 결과는 다수 있으므로 여기서는 주로 비파괴평가로 볼 수 있는 연구에 대해서만 살펴보기로 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.243-243
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• 2003

• 비파괴검사학회지
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• 제23권3호
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• pp.246-253
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• 2003

항공기 구조를 모사하여 일련의 리벳 구멍을 갖는 AA2024-T3 박판 구조를 대상으로 피로하중에 의한 단균열(short crack)의 발생시점과 성장거동을 음향방출(AE)을 위주로 한 측정으로 평가하였다. AE 위치표정에 의해 단균열의 좌표를 정확하게 결정하였으며, 이동식 현미경으로 균열의 크기를 측정하였다. 누적 AE 발생수 곡선은 단균열의 발생과 성장에 따라 일정한 간격을 두고 급격히 증가하는 양상을 보임으로써 여러 차례의 계단식 곡선을 형성하였다. AE 위치표정에서는 리벳 구멍을 중심으로 파괴역학에 근거한 관심영역(ROI)을 설정하였으며, 웨이블릿변환 잡음제거 방법을 사용하여 위치표정의 정확도를 향상할 수 있었다. 실제로 탐지된 신호의 대부분이 단 균열의 발생 및 성장과 관계없는 외부 잡음신호로 나타났으며, ROI 내에서 발생한 AE 발생원의 위치도 구조의 기하학적 특징이나 신호대잡음비의 영향에 의해 왜곡될 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1193-1199
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• 1990

본 연구에서는 가공경화지수 (n)가 서로 다른 몇가지 재료를 선택하고 과대하 중의 비 (%PL)를 달리하는 단일 과대하중 피로 시험을 행하여 재료의 가공경화지수가 피로 균열 진파의 지연거동에 미치는 영향과 아울러 균열닫힘현상과의 관계를 구명하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.483-491
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• 2010

본 논문에서는 점탄성 재료의 피로균열 성장을 분석하기 위해 ${\Delta}J$-적분을 이용하였다. J-적분의 계산 시 기존의 수치해석 방법이 아닌 해석적인 적분 해를 도출하여 계산시간을 절감하고 정확도를 크게 높였다. 계산 시 응력확대계수는 특정 균열에 대해 참조하는 방법이 아닌 유한요소해석을 통해 구하는 방법을 사용하였다. 기존의 ${\Delta}K$를 이용한 피로균열 예측과는 달리 크리프 변형계수, 단 두 개의 피로성장 모델 변수만을 가지고 다양한 하중과 하중주기에서의 피로균열 성장을 성공적으로 분석할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제18권3호
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• pp.52-62
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• 1994

기계나 구조물 파괴의 대부분은 노치부를 기점으로 하여 발생하기 때문에 첨단복합재료를 노지부 재로서 안전하면서도 경제적으로 사용하기 위해서는 각종 조건하에 있어서 강도특성을 명확히 하는 것은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 노치를 갖는 복합재료를 이용하여 각종조건하에서 강도특성평가실험을 행하였으 며, 얻어진 결과를 종합하면 다음과 같다. (1) 첨단복합재료 노치재는 試驗片의 幾可學的 形狀과는 관계없이 노치반경 p만에 의해 결정되는 최대탄성응력 $\sigma_{max}$일정의 條件下에서 破t짧된다. (2) 破斷時 최소단면에서의 공칭응력 $\sigma_{c}$와 응력집중계수 $K_{t}$와의 관계에 있어서,$\sigma_{c}$의 값이 $K_{t}$의 증대와 더불어 떨어지고 있는 부분과, $K_{t}$와 관계없이 거의 일정하게 되고 있는 부분으로 나누어지는 現象은 노치재의 回轉굽힘 또는 인장압축파열에서 보여지는 현상과 外觀上 對應하고 있다. 즉, 정적파괴와 피로파괴는 파괴의 양상이 비슷하다 (3) PEN수지단체의 경우, 피로균열발생은 점발생적 피로균열이 최대탄성응력에 의해 지배되며, 노치에 만감하며,균열전파수명은전수명에 비해 상당히 짧다. (4) 단탄소섬유강화복합재료의 경우, 피로균열은 섬유端에 응력이 집중하기 때문에 일반적으로 섬유端에서 아주 빠른 시기에 발생하지만, 섬유가 피로균열진전에 대해 방해물로 작용하기때문에 아주 천천히 전파한다. (5) 短탄소鐵維는 피로균열발생에 대해서는 負의 강화작용 전수명의 극히 초기단계에 피로균열 발생을, 피로균열전파에 대해서는 正의 강화작용을 한다. (6) 단탄소섬유를 PEN에 강화함으로 인해 정적강도 보다 피로강도에 더 큰 강화효과를 초래했으며, 선형노치역학의 개녀은 첨단 복합재료의 강도평가에 대단히 유효했다.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.275-284
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• 1991

최근 압력용기, 고압배관, LNG Tank 및 선체등의 구조물 파괴에 대한 안전성을 보증하기 위하여, 구조부재의 표면결함에 대한 균열성장 거동을 파악하는 것이 중요한 과제중에 하나라고 인식되어지고 있다. 본 연구에서는 단일 및 복수표면 결함의 피로균열 성장을 바탕으로 표면에서 관통되기까지의 균열성장 수명의 추정등 실질적이고 일반적인 문제들을 해석할려고 시도하였다. 또한, 복수균열 문제에 적용하기 위하여 복수 언더컷의 합체진전현상을 검토하였으며 단일 언더컷과 복수 언더컷의 전파특성이 유사함을 밝혔다.