• 대한기계학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.1-9
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• 1985

본 연구에서는 이러한 점에도 역점을 두어서 초기 피로균열의 발생.거동을 관 찰하기 쉬운 연강을 선택하여 편진인장반복하중을 작용시켜, 연강 평골재의 표면상에 발생.성장하는 미소표면균열의 거동을 전자현미경과 광학현미경을 병용하여 표면과 파 단면을 입체적으로 조사하여, 피로균열의 초기발생상태를 조사하고, 그 성장율을 조사 하여 파괴역학적으로 해석하여 그 특성을 조사한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제16권2호
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• pp.79-85
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• 1996

복합 재료의 single-lap 및 double-strap adhesive bonding joint 시험편에서 피로 및 인장시험시 방출되는 AE 신호의 분석에 의한 피로 수명 예측 및 파괴 과정의 감시에 대한 연구를 수행하였다. Bonding 시험편의 피로시험시 AE event의 발생양상은 피로에 의해 축적된 elastic strain energy의 방출과 관계되며, peak amplitude가 높고 event duration이 긴 event의 발생 영역과 peak amplitude가 낮고 event duration이 짧으나 많은 event가 발생되는 영역으로 나눌 수 있었다. 그리고 두 영역 사이의 경계 cycle은 피로 수명의 70-80% 근방에 존재하였으며, 이를 이용한다면 피로 수명의 예측이 가능하리라 판단된다.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권10호
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• pp.735-743
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• 2012

The aim of this study was to analyze the effect of the cooling rate after heat treatment on the microstructure and mechanical properties of 2507 duplex stainless steels. Heat treatment was carried out at $1050^{\circ}C$ for 1 hr, followed by controlled cooling. The cooling rates were $175.6{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$, $47.8{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$, $33.3{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$, $16.7{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$, $11.7{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$, $5.8{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$ and $2.8{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$, which resulted in variations of the microstructure, such as the fractional change of the ferrite phase and sigma phase formation. Fatigue, hardness, impact and tensile tests were performed on the specimens with different cooling rates. The precipitation of the ${\sigma}$ phase caused a hardness increase and a sharp decrease of toughness and tensile elongation. The fatigue limit of the sample with a cooling rate of $5.8{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$ was 26 MPa higher than that of the sample with a cooling rate of $175.6{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$. Our observations of the fracture surface confirmed that the higher fatigue resistance of the specimen with a cooling rate of $5.8{\times}10^{-3}^{\circ}C/s$ was caused by the delay of the fatigue crack growth, in addition to higher yield strength.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권7호
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• pp.756-763
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• 2007

The majority of catastrophic wheel failures are caused by surface opening fatigue cracks either in the wheel tread or wheel flange areas. The inclined cracks at railway wheel tread are initiated and the cracks are caused by wheel damage-spatting after 60,000 km running. Because the failured railway wheel is reprofiled before regular wheel reprofiling, the maintenance cost for the railway wheel is increased. Therefore, it is necessary to analyze the mechanism for initiation of crack. In the present paper, the combined effect on railway wheels of a periodically varying contact pressure and an intermittent thermal braking loading is investigated. To analyze damage cause for railway wheels, the measurements for replication of wheel surface and the effect of braking application in field test are carried out. The result shows that the damages in railway wheel tread are due to combination of thermal loading and ratcheting.

• 한국주조공학회지
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• 제28권1호
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• pp.37-40
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• 2008

본 연구는 ADI의 기계적 성질을 개선하고자 오스테나이트화 과정에서 초기 변태온도를 $900^{\circ}C$ (${\gamma}$ 구역)에서 시작하여 $800^{\circ}C$까지(${\alpha}+{\gamma}$ 구역) 일정한 냉각제어에 의해 오스템퍼링을 한다. 여기서 Full ADI에서 생성되는 고탄소 오스테나이트 조직을 저탄소 오스테나이트로 유도하고 미세한 침상의 Full ADI조직을 연성이 높은 조대한 아공석 페라이트 조직이 생성되도록 하여 Semi ADI를 만든다. Full ADI와 Semi ADI의 기계적 성질 및 피로강도를 연구한 결과 Full ADI와 Semi ADI의 정적강도는 유사하지만, 피로강도는 Semi ADI의 기지조직의 변화에 기인하여 Full ADI보다 피로강도가 높게 나타났다. 이러한 현상은 Semi ADI의 조대한 페라이트가 균열개구 저항력이 낮아 초기에는 쉽게 개구되지만, 균열개구와 동시에 균열선단에서 큰 소성역이 발생되어 균열성장이 지연하는 효과로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.53-65
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• 2021

수소충전소의 빠른 확장 및 설치와 동시에 수소충전소의 고압수소 충전 압력용기에 대한 안전 검사가 매우 중요하게 이루어져야 한다. 이 중 ASME에 따르면 일정 압력 이상의 수소를 보관하는 용기에 대해서는 수소 취성 검사를 반드시 해야 한다. 수소취성 검사의 주된 시험방법으로 고압의 수소분위기에서 파괴시험 및 피로 파괴시험을 실시해야 하며, 이를 통해 수소 분위기에서 압력용기의 내구한계를 측정하고, 사용한계를 결정하도록 되어 있다. 세부적으로 stress intensity factor(K)로부터 한계균열깊이를 계산하고, da/dN(피로성장율)로부터 사용수명을 결정할 수 있다. API579-1/ ASME FFS-1 part 9에서 crack-like flaws의 모드에 따른 계산방법을 예시하고 있으나, 플레이트, 실린더 등 다양한 형태의 형상에 대하여 균열의 형상, 위치 등에 의하여 대략 55개 모드가 있고, 상당히 복잡한 수식으로 인하여 쉽게 접근을 못한다. 본 연구에서는 엑셀 및 VBA를 통하여 수치해석적으로 파괴역학계산하는 방법을 소개하고자 한다. 또한, 이를 적용하여 압력용기의 두께와 내경이 수명에 미치는 영향을 분석해 보았다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권1호
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• pp.103-111
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• 2017

본 연구에서는 전동차의 전력 변환 장치로 많이 사용되고 있는 고전압 대전류용(3,300 V/1200 A급) insulated gate bipolar transistor(IGBT) 모듈에 대하여 열 사이클 조건하에서의 열-기계적 응력해석 및 피로수명해석을 수행하였다. 특히 최근 고전압 IGBT용으로 개발되고 있는 구리(copper) 와이어, 리본(ribbon) 와이어를 사용하였을 경우의 응력 및 피로수명을 기존의 알루미늄 와이어와 비교하여 분석하였다. 알루미늄 와이어 보다는 구리 와이어에 응력이 3배 이상 많이 발생하였다. 리본 와이어의 경우 원형 와이어 보다 응력이 더 크게 발생하며, 구리 리본 와이어의 응력이 제일 높았다. 칩과 direct bond copper(DBC)를 접합하고 있는 칩 솔더부의 피로해석을 수행한 결과, 솔더의 크랙은 주로 솔더의 모서리에서 발생하였다. 원형 와이어를 사용할 경우 솔더의 크랙은 약 35,000 사이클에서 발생하기 시작하였으며, 알루미늄 와이어 보다는 구리 와이어에서의 크랙의 발생 면적이 더 컸다. 반면 리본 와이어를 사용하였을 경우 크랙의 면적은 원형 와이어를 사용하였을 경우보다 적음을 알 수 있다. DBC와 베이스 플레이트 사이에 존재하는 솔더의 경우 크랙의 성장 속도는 와이어의 재질이나 형태에 관계없이 비슷하였다. 그러나 칩 솔더에 비하여 크랙의 발생이 일찍 시작하며, 40,000 사이클이 되면 전체 솔더의 반 이상이 파괴됨을 알 수 있었다. 따라서 칩 솔더 보다는 DBC와 베이스 플레이트 사이에 존재하는 솔더의 신뢰성이 더 큰 문제가 될 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권9호
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• pp.809-815
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• 2017

압력용기 재료로 사용되는 STS 304강은 저온에서 기계적 특성이 우수하지만, 다른 합금과 비교하여 중량이 무겁다. 이러한 문제를 해결하는 방안으로 STS 304강에 콜드 스트레칭(Cold stretching)공법을 사용하는 방법이 있다. 본 연구에서는 ASME 규정에 따라 제작된 콜드 스트레칭 압력용기에서 직접 채취한 콜드 스트레칭부 및 용접부 시험편을 이용하여, 상온 및 $-170^{\circ}C$에서 응력비 0.1과 0.5에 대하여 컴플라이언스법을 이용하여 피로균열진전시험을 수행하였다. 시험결과, 용접부의 피로균열진전속도는 콜드 스트레칭부에 비해 동일 응력확대계수범위에서 빠른 것을 확인하였다. 이러한 결과는 콜드스트레칭 공법을 사용하여 제작한 STS강 압력용기 개발을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한조선학회논문집
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• 제52권6호
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• pp.435-443
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• 2015

Offshore structure may be considerably vulnerable to fatigue failure while initial flaw propagates under cyclic loading, so crack propagation analysis/fracture/yield assessments about initial flaw detected by NDT are necessarily required. In this paper, case studies have been conducted by flaw assessment program using engineering criticality analysis (ECA) approach. Variables such as flaw geometry, flaw size, structure geometry, dynamic stress, static stress, toughness, crack growth rate, stress concentration factor (SCF) affected by weld are considered as analysis conditions. As a result, the safety of structure was examined during fatigue loading life. Also, critical initial flaw size was calculated by sensitivity module in the developed program. The flaw assessments analysis using ECA approach can be very useful in offshore industries owing to the increasing demand on the engineering criticality analysis of potential initial flaws.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권4호
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• pp.592-601
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• 2001

Fiber reinforced metal laminates(FRMLs) are new types of hybrid materials. FRMLs consists of high strength metal(Al 5052-H34) and laminated fiber with structural adhesive bond. The mixture ratio effect of epoxy resin$.$curing agent$.$accelerator on the fatigue behavior of FRMLs was investigated in this study. The epoxy, diglycidylether of bisphenol A(DGEBA), was cured by methylene dianiline(MDA) with or without an accelerator(K-54). Eight different kinds of resin mixture ratios were selected for the test ; five kinds of FRMLs(1) and three others of FRMLs(2). The relationship between da/dN and ΔK with variation of resin mixture ratio was studied. FRMLs(1) and FRMLs(2) indicated approximately 2 times and 2.2 times more improved maximum bending strengths in comparison with those of Al 5052-H34. The resin mixture ratio <1:1> in case of FRMLs(1) indicated the maximum fatigue life, while the resin mixture ratio <1:1:0.2> in case of FRMLs(2) indicated the maximum fatigue life. As results, FRMLs(2) turned out to have more effective characteristics on the fatigue properties and the bending strength than those of FRMLs(1).