• 한국생산제조학회지
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• 제19권4호
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• pp.462-468
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• 2010

Fatigue crack growth caused by surface defects is one of the most important subjects for the evaluation and the assurance of safety in pressure vessels, piping systems, LPG/LNG fuel tank and other various structures. So, this paper aims to investigate the relationship between the surface roughness of fracture CT specimens and the moments on the specimen when doing fatigue test for the evaluation and the assurance of safety of structures from fatigue crack deconstruction. In this experiment, the CT specimens were loaded by a fatigue testing machine with changing loads until they are broken. The surface roughness of the fracture CT specimens was measured using 3D precise shape measuring equipment and digital holography. As a result of this study, It was identified that the average roughnesses are similar at the positions that has a same moments by comparing the results with the moments on the specimen according to the position.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.686-691
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• 2016

용접강구조물에서는 용접비드와 같은 응력집중부가 많이 존재한다. 또한 용접부에서는 용접결함이 발생할 가능성이 많다. 반복적인 피로하중이 응력집중부에 작용하면 응력집중부에서 피로균열이 발생하고, 발생된 균열의 전파에 의해 피로파괴사고를 일으킨다. 따라서 피로파괴사고를 미연에 방지하기 위하여 균열발생수명과 균열전파수명과 같은 피로수명의 파악이 필요하다. 본 연구에서는 피로균열전파특성 연구에 사용되는 컴플라이언스를 도출하였다. 이 컴플라이언스는 피로균열의 자동화 측정에 활용할 수 있다. 본 연구에서는 CT시험편에 대하여 in-house FEM program을 사용하여 컴플라이언스를 계산하였다. 이 계산결과는 저자의 앞선 연구에서 본 프로그램을 사용하여 계산한 J integral의 계산결과와 대비하여 a/W와의 관계를 제시하였다. 그리고 또한 CT시험편 Back Face의 중앙부로부터 위아래 방향의 스트레인 분포에 계산을 실시하였다. 이 분포에서는 중심으로부터 위아래로 갈수록 스트레인이 감소하는 경향을 나타내었다. 이상의 계산과정으로부터 균열진전시험의 자동수행을 위한 컴플라이언스를 얻을 수 있었다. 이것으로부터 CT 시험편의 피로균열진전시험의 자동화에 활용이 가능하게 되었다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제8권2호
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• pp.53-61
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• 2009

본 연구에서는 강교 도장재료로 사용될 수 있는 에폭시 하도 도료를 도포한 시험편을 촉진시험을 통해 열화시킨 후 도막의 외관 평가 및 EIS에 의한 평가를 실시하고, 그 2가지 방법에 대한 비교 분석을 실시하였다. 화상처리 기법에 의해 구한 총 열화 면적율과 열화도 평점 산정 결과를 상호 비교해 본 결과 녹이 발생한 경우가 그렇지 않은 경우보다 열화도 평점이 높게 나타났다. 이는 강교 도장의 열화도 평가 기준에서 단위 열화 면적율당 부여하는 열화도 평점이 박리의 경우보다 녹의 경우가 더 크기 때문이다. 열화 면적율과 EIS 측정 데이터를 비교해 본 결과 녹의 면적율 약 0.1% 이상, 블리스터링의 면적율 약 3% 이상만 되어도 도막의 임피던스는 약 $10^4{\Omega}{\cdot}cm^2$ 혹은 그 이하로 크게 저하되었다. 2개의 시험편을 제외한 모든 시험편에 대해 전하전달저항(charge transfer resistance, $R_{ct}$)과 이중층 정전용량(double layer capacitance, $C_{dl}$) 값이 나타났으며, 이 결과로부터 이들 시험편들은 도막과 강재 계면에 수분이 축적되어 부식이 진행되고 있음을 알 수 있었다. 열화도 평점과 EIS 측정결과를 상호 비교해 본 결과 저주파수(10 mHz)에서의 임피던스 값이 $10^6{\Omega}{\cdot}cm^2$ 이하로 떨어진 경우는 모두 열화도 평점이 10점 이상으로 나타났으며, NORSOK cyclic test 과정에 의해 열화시킨 경우 열화도 평점이 높지 않음에도 불구하고 임피던스는 가장 낮게 나타났다. 이것은 도장계와 열화조건이 주 시험편과 다르기 때문인 것으로 판단되며, 열화조건이 더 가혹하거나 복합적일 경우 외관 상태에 비해 도막의 저항이 더 크게 저하될 가능성이 있다고 생각된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1552-1560
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• 1990

본 연구에서는 로터강(Cr-Mo-V 강)과 저탄소합금강(A517-F강)의 CT시험편을 대상으로 한 고온피로 시험결과를 토대로 차원해석법을 도입시켜 고온하의 균열성장률 을 유도한 다음 온도(T)와 응력확대계수범위(.DELTA.K,T)인 아레니우스 형태의 식을 유도하 였다.그리고 유도된 균열 성장 법칙을 파리스식과 비교 검토하여 본 연구에서 유도 된 이 균열성장법칙의 타당성을 검토하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.6440-6445
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• 2014

선박 해양플랜트를 비롯한 강구조물에서는 건조중 형성된 결함이나 사용중에 가해지는 여러 가지 하중등에 의하여 균열을 비롯한 손상이 발생한다. 따라서 균열의 해석을 위하여 균열의 세기를 여러 가지 방법으로 평가하며, 파괴역학적 수법에 의한 응력확대계수 K도 그 중의 한가지 방법이다. 본 연구에서는 이러한 목적으로 사용되는 강구조물용 강재의 응력확대계수 K의 평가를 위하여 특히 CT시험편에 대하여 J 적분을 사용하여 평가를 실시하였다. CT시험편의 J 적분의 평가에는 inhouse FEM program을 사용하였으며, 859개의 node 와 1618개의 element로 해석을 실시하였다. 계산결과 본 연구에서의 해석결과는 ASTM에서 제시하는 식에 의한 K값과 99%정도의 일치도를 나타내었다. 이상으로부터 본 연구에서의 시험편에 대하여 사용한 mesh size로 충분한 정도의 균열 해석이 가능함을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.405-414
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• 2009

이 논문에서는 표면으로부터 내부로 진전된 CT피로시험편의 노치 피로균열을 대상으로 회절초음파를 이용하여 균열깊이를 평가하기 위한 방법을 제안하고 그 타당성을 실험에 의해 검증하였다. 특히 균열선단 이외에 노치와 같은 또 다른 회절파 발생요소가 존재하는 상황에서 회절파 성분들을 정확하게 규명하기 위해 탐촉자 스캔에 의한 영상화 및 전파경로 분석을 실시하였다. 실험은 균열이 없는 시험편과 균열이 있는 시험편에 적용하였다. 실험 및 분석의 결과 주파수가 클수록 그리고 탐촉자의 굴절각이 클수록 정확한 측정이 가능했고, 4MHz의 $60^{\circ}-60^{\circ}$ 탐촉자 조합의 경우 오차 0.38 mm 이내로 균열깊이가 측정되었다. 제안 기법은 균열 선단부가 미세하여 회절파 세기가 미약하더라도 적용이 가능하다는 특징을 가지므로 미세 균열의 검사 및 깊이 평가에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 수산해양기술연구
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• 제24권1호
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• pp.44-49
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• 1988

본 연구에서는 피로파괴에 영향을 주는 여러 인자중에서 우선 피로크랙전파에 대한 시험편 두께의 영향을 검토하기 위하여 최초 두께 25mm인 일반구조용 압연강재를 평면가공하여 두께 5, 10, 15, 20, 25mm인 CT 시험편을 가공한 후 인장-인장편진반 복피로시험을 행하여 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 피로수명이 가장 짧게 나타나는 임의의 시험편 두께가 존재하며, 본 실험의 경우에는 두께 15m인 시험편의 경우 피로수명이 가장 짧게 나타났다. 2. 피로크랙의 발생은 두께가 두꺼운 시험편의 경우가 늦지만 피로크랙 성장은 두꺼운 시험편의 경우가 빠르게 나타났다. 3. 본 실험에서 paris시의 계수 m의 값은 절위는 1.98~4.59로서 시험편의 두께가 두꺼울수록 m의 값이 크게 된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.285-291
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• 2003

An experimental method to measure Q-parameter in-situ is described. The basic idea comes from the fact that the side necking near a crack tip indicates the loss of stress triaxiality, which can be scaled by Q. From the out-of-plane displacement and the in-plane strain near the surface of side necking, stress field averaged through the thickness is calculated and then Q is determined from the difference between the stress field and the HRR field corresponding to the identical J-integral. To prove the validity, three-dimensional finite element analysis has been performed for a CT configuration with side-groove. Q-value which was calculated directly from the near-tip stress field is compared with that determined by simulating the experimental procedure according to the proposed method, that is, the Q-value determined from the lateral displacement and the inplane strain. Also, the effect of location where the displacement and strain are measured is explored.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권7호
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• pp.1021-1028
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• 2004

Kim et al. suggested an experimental method to determine the Q parameter in situ from the out-of-plane displacement and the in-plane strains on the surface of side necking near the crack tip. In this paper, the procedure to evaluate the stress triaxiality near a crack tip such as the Q parameter is to be polished in the details for simplicity and accuracy. That is, Q and hydrostatic stress are determined only from the out-of-plane displacement, but not using in-plane strain, which is hard to measure. And also, the plastic modulus is determined by an alternative way. Through three-dimensional finite element analyses for a standard CT specimen with 20% side-grooves, the validities of the new procedures are examined in comparison to the old ones. The effect of location where the displacements are measured to determine the stress triaxiality is explored.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권12호
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• pp.2090-2095
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• 1997

The plane stress fracture toughness for thin aluminum alloy(2024-T3 and 7075-T6) specimens are characterized by using compact-tension (CT) specimens. Anti-buckling plates were fabricated on both sides of the thin CT specimens to prevent the buckling phenomena which caused by the 45.deg. C plastic yielding at the crack tip under the plane stress condition. The plane stress fracture toughnesses determined by three different procedures are compared with each others. The plane stress fracture toughnesses are also compared with a few published values which were determined by using center-cracked panel specimens.