• 콘크리트학회지
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• 제10권1호
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• pp.143-151
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• 1998

최근들어 반복하중에 의한 철근콘크리트 구조물의 손상이 자주 발견되고 있으며 교량 등의 구조물 등은 때때로 과적차량에 의한 초과하중을 받아 이러한 피로손상이 심화되고 있다. 본 연구에서는 이러한 반복 하중을 받는 철근 콘크리트보의 누적피로손상에 대한 실험적 연구룰 수행하여 피로하중에 의한 철근콘크리트보의 손상과정을 규명하였다. 실험 변수를 전단철근의 양과 반복되는 하중의 크기 및 반복횟수로 하여 실험부재를 제작하였으며, 하중제어에 의한 휨시험법에 의해 3Hz의 반복하중을 시편에 재하하였다. 사인장 균열하중과 사인장 균열 후 반복하중에서의 보의 손상누적거동 즉 처짐. 전단철근의 변형도, 에너지 손실 등의 변화를 실험적으로 평가하였으며, 이를 통하여 반복하중에 의한 누적손상에 의해 철근 콘크리트보의처짐 및 전단변형도가 초기하중상태에서는 급격히 증가하다가 이후 점진적으로 증가하는 것을 규명하였다. 본 연구의 결과는 사용하중상태에서 점진적으로 발생할 수 있는 피로손상의 누적과정을 기술하여 주고 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권4호
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• pp.306-313
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• 2011

항공기 부품에 대한 손상허용해석은 구조적 안전성 및 신뢰성 보장을 위해 면밀히 평가되어야한다. 손상허용기법은 항공기 주구조의 피로 설계기법으로 초기균열의 존재를 고려하여 피로수명을 산정한다. 따라서 손상허용해석에서는 피로 균열성장 수명의 계산이 요구되며, 이를 바탕으로 부품의 점검시간 및 교체주기를 결정한다. 본 논문에서는 형상이 복잡한 터빈 휠에 대하여 손상허용해석을 수행하였다. 형상이 복잡한 구조의 균열성장수명평가 시에는 주요 변수인 응력확대계수의 식을 알기 어려워, 이를 유한요소해석으로 계산하므로 많은 시간이 요구된다. 이러한 문제를 해결하고자 특정 균열길이에 대한 응력확대계수를 유한요소해석으로 계산하고, 생성된 데이터의 회귀분석을 통해 응력확대계수의 근사모델을 생성하였다. 균열성장 수명은 근사모델의 적분으로 계산하였으며, 근사모델을 사용하여 균열성장 수명평가와 손상허용해석의 효율을 높일 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.589-597
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• 2010

강구조물의 점검시 피로균열이 발견되는 경우에는 보수 보강 시행의 결정과 구조물의 점검주기 결정을 위한 균열의 현재 상태평가와 앞으로의 균열진행 정도에 대한 정량적인 예측이 요구된다. 피로균열에 대한 손상도 평가는 파괴역학 파라미터를 이용한 균열진전속도와 취성파단의 여부 결정이 대표적인 방법으로 파괴역학에 관한 전문적인 지식과 함께 수치해석 프로그램의 활용능력이 필요하다. 이에, 본 연구에서는 피로손상도 평가 방법에 관한 다양성을 확보하고, 파괴역학에 대한 전문적인 지식이 없는 기술자가 피로균열에 의한 강구조물의 손상도를 간편하게 평가 할 수 있는 방법을 개발하기 위한 첫 단계로, 관통균열 시험편을 이용한 균열진전시험을 실시하였다. 그리고 피로균열 표면으로부터 측정된 COD(Crack Opening Displacement)의 크기와 측정위치를 이용하여, 균열진전속도를 추정하기 위한 파라미터를 도출하고, 그 타당성을 분석하였다. 그리고 관통균열이 있는 시험편의 형상, 응력범위, 그리고 응력비에 상관없이 COD를 이용하여 피로균열진전속도를 추정할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제2권1호
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• pp.81-88
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• 1998

과적차량의 통행에 의한 교량구조물의 손상도를 평가하는 방법의 개발이 매우 활발하다. 본 연구에서는 과거 15년동안 통행한 교통데이타를 분석하고, 이 데이타를 근거로 교량의 손상도를 분석한다. 차량의 분류는 4종으로 대표하여 차량하중을 분석하였으며 해석시에는 이를 대표하는 2종을 사용하였다. 3차원해석을 통하여 구한 영향면을 이용하여 부재력을 계산하고 이를 이용하여 등가응력범위를 구한다. 이 결과는 모형실험을 통하여 구한 피로결과와 비교하였다. 분석결과 설계하중을 초과하는 과적차량이 교량에 미치는 손상정도는 적은 통행빈도에도 불구하고 매우 큼을 알 수 있고, 이러한 실제교통량의 분석을 통한 교량의 손상평가방법은 과적차량에 의한 교량손상정도를 유용하게 평가할 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제19권5호
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• pp.41-46
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• 2015

알루미늄 6061-T6는 $Mg_2Si$와 ${\beta}-Al_5FeSi$로 구성되며, 피로 손상도가 증가하면 ${\beta}-Al_5FeSi$주변에서 기공이 발생하고 성장하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 우선 알루미늄 6061-T6 시편에 대한 SEM 촬영을 통해 이러한 현상을 확인하였다. 이후, 피로 손상도에 따라 이 시편의 전위댐핑 (dislocation damping), 정합변형률 (coherency strain), 및 기공 (void)이 감쇠계수와 비선형인자에 미치는 영향을 실험적으로 관찰하였다. 그 결과 비선형인자는 피로 손상도가 증가에 따라 증가하다가 피로수명 75% 이후에서는 감소하는 것을 확인하였다. 이는 전위댐핑과 정합변형률이 증가할수록 비선형인자는 증가하지만, 기공이 증가하면 초음파의 산란이 커져 비선형인자가 감소하는 것으로 해석할 수 있다. 따라서, 피로에 따라 조직변화가 복잡하게 나타나는 재료의 열화 평가에 있어서는 비선형인자를 주의하여 활용하여야 한다는 결론을 얻었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.1-10
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• 2005

본 연구에서는 고속철도 강합성형 교통비 동적해석에 기반한 피로신뢰성평가 기법을 제시하고 동조질량감쇠기의 효과를 피로수명연장 측면에서 검토하였다. 피로 신뢰성 평가를 수행하기 위하여 S-N 곡선 및 선형누적손상이론을 이용하여 한계상태식을 설정하였다. 열차 속도와 교량 감쇠비의 불확실성을 고려하여 교량에 대한 반복적인 동적해석을 수행하고, 이 결과로부터 전체 교량수명동안에 교량이 받는 피로 손상도와 연관된 확률변수의 특성을 통계적으로 추정하였다. 최종적으로 결정된 확률변수와 한계상태식에 개선된 일계이차모멘트법(AFOSM)을 적용하여 피로 신뢰도 지수를 산정하였다. 40m 지간 강합성교량의 수치모사로부터 동조질량감쇠기 장착여부에 따라 피로 신뢰도 지수를 평가하고 그 결과를 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1229-1235
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• 2011

신뢰성이 가장 우수한 프레팅 피로손상 파라미터를 찾아내기 위해 알루미늄 합금 A7075-T6 을 대상으로 피로시험을 수행하였다. 시편 표면에 홈을 가공하여 패드 접촉압력에 따라 패드-시편 접촉면에서 프레팅 피로균열이 발생하거나 또는 홈에서 일반 피로균열이 발생할 수 있게 하였다. 광학현미경을 이용하여 균열의 발생위치와 방향을 측정하고, 문헌에서 가장 많이 사용되는 프레팅 피로손상 파라미터들의 신뢰성을 평가하였다. 파라미터 값과 최대손상평면 방향을 산출하는데 필요한 응력과 변형률 자료는 유한요소해석으로 산출하였다. 전단모드 피로파손을 가정하는 Fatemi-Socie 파라 미터와 McDiarmid 파라미터가 가장 신뢰성이 높은 것으로 판명되었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.500-503
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• 2010

본 논문에서는 산업용 용접구조물의 피로성능 평가를 위한 시간 및 비용 절감형 전산피로시험법을 개발한다. 임의의 하중에 놓인 용접구조물의 성능저하 현상(균열발생 및 진전 등)을 손상역학에 기반하여 역학적으로 기술하고 자체개발한 유한요소해석코드에 탑재하여 이를 전산적으로 시뮬레이션한다. 정도 높은 용접구조물 전산피로시험법의 개발을 위해 용접잔류응력과 재료파라미터를 자체개발한 유한요소해석코드를 통해 구현한다. 개발된 전산피로시험법은 용접구조물의 피로시험 결과와 비교함으로서 제안 기법의 적합성 및 유용성을 검증한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권2호
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• pp.129-136
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• 2017

본 연구의 목적은 항공기 주익 구조물에 대한 피로균열진전 해석 및 실험을 통하여 운영 기간에 따른 장기 운영 항공기의 손상허용성을 평가하는 하는 것이다. 이를 위하여 주익 구조물의 피로임계부위 2 곳을 대상으로, 선행 연구에서 개발된 알고리즘을 기반으로 산출된 피로응력 스펙트럼 및 상용 코드인 NASGRO 를 이용한 피로균열진전해석을 수행하고 그 결과를 참고문헌의 결과와 비교하여 피로응력 스펙트럼 및 균열진전해석방법의 타당성을 확인하였다. 또한 실제 주익 구조물에서 채취한 시험편 및 이와 동일 재료로 가공된 시험편을 대상으로 위의 피로응력 스펙트럼을 적용한 피로균열진전시험을 실시하고 그 결과를 이용하여 운영 기간에 따른 주익 구조물의 손상허용성을 평가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.415-422
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• 2001

본 연구에서는 반복하중을 받는 철근콘크리트보의 피로현상에 피로의 지속으로 인한 크리프 특성을 고려함으로서 실제의 반복사용하중상태에서 크리프와 피로가 공존하는 것을 반영하여 모델을 구성하였다. 반복크리프 모델에서, 철근 콘크리트 보의 휨손상 진행에 따른 압축영역의 손상속도를 정확히 대표할 수 있는 반복크리프 지수(n)의 특성을 도입하여 평가하였다. 이 지수는 크리프특성의 지수 n$_1$과 피로특성의 지수 n$_2$로 구분하였다. 모델의 적정성을 평가하기 위하여 철근콘크리트보의 피로실험을 수행하였으며, n$_2$의 경우 보통강도에서 고강도까지 콘크리트의 강도와 하중크기를 주요변수로 실험하였다. 본 실험결과로부터 반복하중에 의한 크리프모델의 지수를 결정하였다. 본 연구에서 제시된 반복크리프모델은 철근콘크리트 보의 피로손상의 누적과 처짐거동을 잘 설명할 수 있는 것으로 나타났으며, 앞으로 이들 부재의 피로거동해석에 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다.