• 한국항공우주학회지
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• 제35권1호
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• pp.52-57
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• 2007

노후항공기의 균열보수 방법 중 복합재를 이용한 균열보수 방법을 이용하여 항공기 알루미늄 재료의 피로수명 예측을 위해 유한요소해석을 이용 하였다. 패치보수의 해석 시에는 접착제 층이 매우 얇기 때문에 모델링의 어려움이 있는데, 본 연구에서는 3층 기법을 이용하여 해석을 수행하였다. 피로수명의 예측 시에는 Paris의 법칙을 적용하였고, 효율적 수명예측을 위해 수정된 균열닫힘법을 적용하였다. 해석에 의한 수명예측 결과는 실험치를 잘 모사할 수 있었으며, 항공기의 피로수명 예측이나 수명연장기법으로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권1호
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• pp.85-93
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• 2012

본 연구에서는 용접부의 형상을 고려하여 머플러의 피로수명을 예측하는 프로세스를 개발하였다. 피로수명 예측 프로세스 개발을 위해 머플러의 굽힘 피로시험을 진행한 후 M-N선도를 획득하고, 파손이 발생한 용접부의 형상을 모델링 한 후 정적하중해석을 실시하고, 해석결과를 이용하여 응력집중계수를 구하였다. 응력집중계수는 피로노치계수를 구하는데 사용되며, 이를 바탕으로 피로수명을 예측하였다. 시험결과와 예측결과의 비교를 통해서 피로수명 예측의 타당성을 검증하였다.

• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.10-19
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• 2014

기존의 헬리콥터 로터 시스템에서 기계적 힌지/베어링 부품을 복합재 빔 구성품으로 대체하여 중량과 부품수를 줄인 무베어링 허브 시스템을 설계하였으며, 그 중 중요 구성품인 유연보와 토크튜브에 대한 피로 안전수명 해석을 수행하였다. VABS를 이용한 2차원 단면 해석 수행을 통해 인장, 굽힘 및 뒤틀림 강성을 도출하였으며 2차원 탄성 보 모델에 대한 단면 구조해석 방법을 적용하여 각 단면에 발생하는 변형율을 계산하였다. 각 복합재 소재에 대한 S-N 곡선을 Wohler equation을 적용하여 생성하였으며, 정적구조해석을 통해 피로파손에 취약할 것으로 판단되는 영역에 대한 피로해석을 수행하였다. 헬리콥터 운영시로부터 구성품에 발생하는 하중은 CAMRAD II를 통해 계산하였으며, 하중해석 결과를 HELIX/FELIX 표준 하중 스펙트럼에 적용하여 무베어링 로터 허브 시스템의 하중 스펙트럼을 생성한 후, 이를 통해 최종적으로 피로 안전수명을 산출하였다.

• 전산구조공학
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• 제10권3호
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• pp.7-14
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• 1997

본 고에서는 설계자가 초기 설계시 적용할 수 있는 간이피로해석방법에 대하여 기술하였으며, 특히 선체의 각 구조상세에 대하여 산정된 응력집중계수를 이용하여 피로수명을 쉽게 평가할 수 있는 집중응력방법을 정립하였다. 이 집중응력방법을 사용하면 모든 구조상세에 대하여 한개의 S-N 선도를 적용하게 되므로 일관성 있는 피로상도해석을 수행할 수 있다. 또한 피로수명에 큰 영향을 미치는 파랑하중은 설계조건에 주어진 선급규칙에 따라 계산되어진다. 선체구조의 피로강도평가 기술은 계측, 실험, 해석 및 경험을 포함하는 광범위하고 포괄적이면서 정밀함을 요구하는 종합기술이지만 여기에는 많은 불확실성이 내포되어 있다. 따라서 이를 구명하고 모든 선체구조에 적용할 수 있는 신뢰성 있는 피로강도 평가기술을 개발하기 위하여는 실선계측을 통한 피로하중규명 선체구조에 적용할 수 있는 피로강도 Data base개발, 균열진전해석 등 많은 과제에 대한 집중적인 연구가 계속 수행되어야 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.129-136
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• 2018

대형 용접 구조물에 대한 피로설계 수명의 예측은 일반적으로 Palmgren Miner과 등가손상도 방법 또는 선형누적손상도 방법을 사용한다. 또한 용접 구조물에서 피로 균열이 발생되면 잔존 수명은 S-N 곡선과 선형 파괴역학에 기초하여 예측되고 있다. 본 연구에서는 면외거셋 용접이음의 3차원 피로균열 진전거동과 피로수명을 예측하기 위하여 피로 시험을 실시하였다. 면외거셋 용접이음의 3차원 피로균열진전해석은 NX NASTRAN 및 FRANC3D를 이용하여 유한요소 해석을 실시하였다. 면외거셋 용접이음의 균열 형상비, 초기균열 크기 및 응력비에 미치는 영향을 검토하기 위하여 피로균열진전 해석을 실시하였다. 또한 초기균열크기, 균열 형상비와 응력비의 변화에 따른 3차원 피로균열진전 해석 결과와 피로시험결과를 비교하였다. 피로균열진전 해석결과, 피로균열 진전속도와 응력확대계수와의 관계에서 피로시험과 유사하게 나타남을 확인하였으며, 면외거셋 용접이음의 피로수명을 추정할 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1181-1187
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• 2012

항공기 착륙장치의 피로설계에는 안전수명 방법이 적용된다. 즉, 균열이나 유해한 변형과 같은 구조적 결함이 항공기 운용수명 기간을 모사하는 피로 하중 스펙트럼 조건에서 발생하지 않아야 한다. 일반적으로 항공기 착륙장치는 고주기 피로 환경에 노출되므로, 설계 단계에서 착륙장치의 피로 수명은 응력 기반의 해석을 통해 예측한다. 이를 위해 재료의 분산(Scatter) 및 표면처리 특성 등을 고려한 설계 S-N 선도를 구성하여 해석에 사용한다. 시험평가 단계에서는 실물 착륙장치에 대한 피로시험을 통해 피로설계 요구조건 충족 여부를 최종 검증한다. 본 논문에서는 항공기 착륙장치의 피로수명 해석 및 시험절차를 실제 적용 사례를 통해 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1163-1169
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• 2014

본 연구에서는 자동차 서스펜션 구조에 일반적으로 사용되는 용접부 형상에 대하여 굽힘 하중에 의한 피로수명을 예측할 수 있는 절차를 개발하였다. 이종 재료로 이루어진 실제 제품 용접 연결부의 피로수명 예측을 위해, 복잡한 형상의 제품을 단순화한 용접 시편을 설계하고 이에 대한 굽힘 피로 시험을 진행한 후 모멘트-피로수명(M-N) 선도를 제시하였다. 응력 집중에 의한 영향을 분석하기 위해 시편의 형상을 모델링 한 후 정적 하중에 대한 유한요소해석을 수행하여 균열 발생부의 응력을 구하고 응력-피로수명(S-N) 선도를 제시하였다. 유한요소해석을 통해 구한 응력과 이론 계산을 통해 구해준 응력을 이용하여 응력집중계수를 계산하였고, 응력집중부의 피로평가 방법 개선을 위해 보편적으로 사용되는 피로노치계수 평가법과 굽힘 피로 시험 결과를 비교 검토하였다. 그 결과, 이종 재질 용접 연결부의 정확한 피로 수명평가를 위해서는 기하형상을 고려한 피로노치계수 평가 분석뿐만 아니라 두 소재의 맞대기 용접 시편에 대한 피로 시험을 수행해 주어야 할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.1191-1198
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• 2015

본 연구에서는 국내 일반철도 새마을호 동력차 및 궤도조건을 고려한 차량/궤도 상호작용해석을 수행하였다. 레일표면요철에 따른 레일휨응력을 분석하였고, 레일 휨응력예측식을 도출하였다. 또한, 일반철도 레일강의 S-N선도를 이용한 피로해석을 수행하였다. 파괴확률에 따른 레일피로수명을 산정하였고, 레일연마에 따른 레일표면요철 제거 및 레일휨응력 저감효과를 고려한 레일피로수명 평가를 수행하였다. 따라서, 국내 일반철도에서 레일연마 시행방법에 따른 레일피로수명을 평가하여 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권3호
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• pp.209-214
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• 2012

최근 F-5 항공기 외부 연료탱크 수평 핀의 균열결함이 크게 증가함에 따라 원인 규명이 필요하다. 본 연구에서는 수평 핀의 동적거동을 유한요소법을 이용하여 피로해석 측면에서 정량적으로 평가하였다. 이를 위해 스피드 브레이크(speed brake)에 의한 동하중 이력을 적용하여 시간영역과 주파수영역의 피로해석을 수행하였다. 연구결과 수평 핀은 동적거동 영향으로 피로수명이 감소되었음을 입증하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.577-582
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• 2010

고속철도 운행에 따라 레일표면결함에 대한 관리의 중요성이 점점 더 증대되고 있다. 차량의 고속주행시 레일표면결함은 레일의 피로수명 단축 및 궤도의 열화 촉진, 승차감 저하를 유발하기 때문이다. 현재 경부고속철도에서는 레일의 효율적 유지보수를 위하여 레일연마를 수행하고 있다. 본 논문에서는 레일연마에 따른 레일의 피로수명을 예측하였다. 이를 위해서 연마 후 KTX 운행시 레일 저부의 휨응력을 계측하였으며, Rain-flow counting 기법을 적용하여 빈도해석을 실시하여 RCM에 의해 등가응력범위를 산정하였다. 선형누적피로피해를 이용한 피로수명 평가방법은 수정 Miner 법칙에 기초하였다. 해석결과 연마에 따른 레일의 피로수명이 15% 증가되는 것으로 나타났다.