• Tribology and Lubricants
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• 제25권4호
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• pp.256-260
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• 2009

Fretting is a kind of wear which effects on reliability and durability. When machine parts are joined joint in parts such as a bolt or a rivet or a pin, fretting phenomenon is occurred by micro relative movement. When fretting occurs in joint parts, there is wear which is the cause of fatigue crack. Recently, although the ways of assessment of fatigue and damage tolerance are established, there is no way to evaluate fatigue crack initiation life by fretting phenomenon. Consequently, the prediction of life and prevention plan caused by fretting are needed to improve reliability. The objective of this paper is to predict fretting wear by using a experimental method and contact analysis considering wear process. For prediction of fretting wear volume, systematic and controlled experiments with a disc-plate contact under gross slip fretting conditions were carried out. A modified Archard equation is used to calculate wear depths from the contact pressure and stroke using wear coefficients obtained from the disc-plate fretting tests.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권3호
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• pp.361-373
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• 2022

This paper examines the flexural performance of concrete beams reinforced with glass fibre-reinforced polymer (GFRP) bars under fatigue loading. Experiments were carried out on concrete beams of size 1500×200×100 mm reinforced with 10 mm and 13 mm diameter GFRP bars under fatigue loading. Experimental investigations revealed that fatigue loading affects both strength and serviceability properties of GFRP reinforced concrete. Experimental results indicated that (i) the concrete beams experienced increase in deflection with increase in number of cycles and failed suddenly due to snapping of rebars and (ii) the fatigue life of concrete beams drastically decreased with increase in stress level. Analytical model presented a procedure for predicting the deflection of concrete beams reinforced with GFRP bars under cyclic loading. Deflection of concrete beams was computed by considering the aspects such as stiffness degradation, force equilibrium equations and effective moment of inertia. Nonlinear finite element (FE) analysis was performed on concrete beams reinforced with GFRP bars. Appropriate constitutive relationships for concrete and GFRP bars were considered in the numerical modelling. Concrete non linearity has been accounted through concrete damage plasticity model available in ABAQUS. Deflection versus number of cycles obtained experimentally for various beams was compared with the analytical and numerical predictions. It was observed that the predicted values are comparable (less than 20% difference) with the corresponding experimental observations.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.994-1001
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• 2012

승차감이나 안전에 관련된 부분 중 하나인 자동차 시트는 차량 주행시 전달되는 충격이나 진동을 적절하게 흡수하여 승객에게 안락성을 제공한다. 또한 이러한 여건을 만족시키면서 승객의 안전을 보장하는 충분한 강성과 강도를 가져야 한다. 자동차 시트는 2가지의 모델로 설계를 하고 구조 해석을 하였다. 그 결과, 시트 백 프레임의 모델(b)가 (a)보다 적은 변형량과 피로 수명을 보였고. 모델의 중앙에 해당되는 허리부분에서 가장 많은 변형량과 파손 가능성을 보였다. 고유진동수를 적용한 진동해석에서, 모델(a)의 경우는 모델의 바깥쪽에서 안쪽으로 변형이 되었고, 모델(b)의 경우는 모델의 안쪽에서 바깥쪽으로 변형이 되었다. 전반적으로 모든 면에서 모델(b)가 (a)보다 구조적으로 안전하다고 사료된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권1호
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• pp.105-112
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• 2009

전투기가 임무수행중 기체에 발생할 수 있는 전투손상에 대처하기 위해 손상평가 및 수리설계, 구조건전성 평가방법 등 손상 후속절차를 연구하였다. 사례로서 F-15 ECS Bay에 발생한 전투손상에 대하여 ABDR(Aircraft Battle Damage Repair) 기술을 적용하여 손상평가 및 수리설계를 수행하고, 그 내용과 절차를 양식에 정리하였다. 또한, 정적강도 및 피로수명 계산과 같이 수리설계 구조의 구조건전성을 평가하여 비행안전 여부를 입증하고 영구수리 시점을 판단하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제13권6호
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• pp.1051-1057
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• 2010

Database for the damage reference by armor piercing bullet test was established for both tube and plate specimens having a range of thickness. As the inclined angles of hit are increasing, it has been found that penetration damage diameter tends to increases accordingly in both specimen of the tube and plate, and such penetration damage diameter on the rear side becomes bigger than those on the front side. The tube specimen showed that the damage becomes bigger when central areas rather than the peripheral were hit. Through the plate test, it also has been found that the penetration ballistic limit for Al alloy is about 25.4mm and that of stainless steel about 12.7mm. From the fatigue analysis results using the database for damage reference, it has been identified whether the safety requirements of military aircraft could be met.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제42권4호
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• pp.251-257
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• 2017

Purpose: A chisel mounted on working implement, such as agricultural machinery used in irregular farming conditions, is subjected to highly variable fatigue loading during work. To ensure the safety of the chisel on a working implement for the duration of its service life, fatigue testing must be performed with the proper fatigue test load conditions. In this study, working loads for a chisel were developed by reconstructing loads from strain gage data collected during field tests and used to conduct fatigue tests on the chisel component. Methods: FE analysis with nCode software was utilized to select the proper quantity and locations of strain gages for load measurements. A fatigue test was performed to experimentally verify the fatigue strength of the chisel and to evaluate the validity of the load history developed with the load reconstruction technique. Results: A strain history for the chisel was obtained from data collected during field tests. The data was filtered for the 14-16 km/h speed range, connected, and merged. The chisel load history was developed using the load reconstruction technique. The resulting load history was expressed as a load spectrum using the rain-flow counting method. Conclusions: A fatigue test was conducted on a chisel under a constant load condition with an equivalent load amplitude and number of cycles, as calculated by Miner's Rule for linear damage accumulation. During the fatigue test, there were no cracks at any position. It is concluded that the fatigue test method proposed in this study can be utilized successfully as a durability evaluation method for the chisel.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권7호
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• pp.911-917
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• 2010

본 연구에서는 열적-기계적 주기하중을 받고 있는 엔진 배기매니폴드에 대해서 열응력 해석방법과 열피로수명 예측과정을 제시하였다. 즉, 파손현상이 복잡한 배기시스템의 효율적인 유한요소 모델링 방법과 온도 의존성 재료의 시험결과를 이용한 해석 데이터 구성, 그리고 열사이클 하중에 대한 열응력 및 파손 예측방법을 디젤엔진의 배기매니폴드에 대해서 나타내었다. 일반적으로 배기매니폴드의 파손 취약부에서는 고온영역에서 큰 압축소성변형이 발생하고 냉각시에는 인장의 잔류응력이 나타난다. 따라서 이같은 응력과 변형률의 이력곡선으로부터 소성변형의 진폭 또는 소성에너지의 크기를 얻을 수 있으며 이를 통해서 피로수명을 예측할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권9호
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• pp.1103-1108
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• 2012

주증기관은 보일러와 터빈을 연결하는 주요계통이다. 운전조건으로 인한 배관시스템에 손상을 제한 할 수 있기 때문에 수격현상 해석은 중요하다. 배관시스템의 불안정한 유동에 의해 생성되는 수격현상은 압력의 과도한 변화, 진동 및 소음을 일으킬 수 있다. 주증기관 구조는 운전환경아래 압력맥동 및 여러 진동 등을 안전하게 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 본 논문에서는 정지 및 정상 운전기간 동안 배관에 유입되는 수격현상을 과도조건에 적용하여 ASME 피로수명 방법론과 유한요소해석에 따라 주증기관의 구조건전성을 평가하였다. 계산된 교번응력 및 피로응력 평가 결과, ASME 피로수명의 허용요건을 만족하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6D호
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• pp.881-893
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• 2008

본 연구에서는 정성분석기법과 현장측정을 통한 분기기 고정 망간크로싱의 피로수명평가 기법에 대한 분석을 다루었다. 공용중인 분기기 망간크로싱에서의 현장측정 결과를 바탕으로한 피로수명평가와 마찰에 의한 단면강성의 변화를 고려한 정성분석기법을 이용하여 망간크로싱의 피로수명을 분석하였다. 대부분의 강재 피로설계에서는 해석 자체의 복잡성 이외에 요구되는 많은 입력 변수들로 인해 설계 단계에서의 불확실성이 발생하며 이에 따라 파괴역학 및 유한요소법에 관한 진보된 이론을 적용하기에 어려움이 있다. 그러나 본 논문에서 제시한 정성분석기법을 이용하면 복잡한 피로해석 및 평가를 설계자들로 하여금 실무에 쉽게 적용할 수 있게 한다. 또한 복잡한 해석변수에 따른 해석결과를 2차원 공간해로 표현함으로써 해석 단계에서의 불확실성을 보완하여 검토자들로 하여금 해석결과의 경향과 범위를 정의할 수 있게 하여 복잡한 해석 공식을 사용하는 노력을 저감시킬 수 있다. 본 논문에서는 이러한 설계에서의 불확실성과 복잡성을 줄일 수 있는 설계 도구를 발전시키려 노력했으며 그것으로 하나의 해법 자체가 단일 치수로 나타나는 것이 아니라 어떤 영역으로 표시되어 선택의 폭을 제시함으로서 판단할 수 있게 되었다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권4호
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• pp.583-588
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• 2016

The high-temperature steam pipes of thermal power plants are subjected to severe conditions such as creep and fatigue due to the power plant frequently being started up and shut down. To prevent critical pipes from serious damage and possible failure, inspection methods such as computational analysis and online piping displacement monitoring have been developed. However, these methods are limited in that they cannot determine the life consumption rate of a critical pipe precisely. Therefore, we set out to develop a life assessment system, based on a three-dimensional piping displacement monitoring system, which is capable of evaluating the life consumption rate of a critical pipe. This system was installed at the "M" thermal power plant in Malaysia, and was shown to operate well in practice. The results of this study are expected to contribute to the increase safety of piping systems by minimizing stress and extending the actual life of critical piping.