• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1265-1272
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• 2010

최근 들어 화력발전소는 잦은 기동과 부하 변동 하에서 안정적인 운전 및 관리에 대한 요구가 높아지고 있다. 특히 터빈, 보일러와 같이 고온 고압의 조건에서 운전되는 발전 설비의 경우 크리프 및 피로 손상의 영향으로 설비의 수명이 감소하게 된다. 보다 안전한 발전소 운영을 위해 설비의 정확한 수명평가가 중요하며 현재까지 다양한 방법이 개발되어 적용되고 있다. 그러나 현재까지는 표준화된 가이드라인이나 절차 없이 정성적/준정량적 분석에 의해 주요 설비의 수명을 평가하고 있다. 본 연구에서는 크리프 및 피로 손상기구에 근거하여 국내 화력발전 주요 설비의 수명 소비율을 평가하는 표준화된 기준을 개발하였고 실제 설비에 적용하여 평가 기준의 활용성을 검증하였다. 본 기준은 2010 전력기술기준에 수록될 예정으로 수명평가의 정확성 향상과 수명관리 표준화에 기여할 것이다.

• Wind and Structures
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• 제37권4호
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• pp.289-302
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• 2023

Insulating glass units (IGUs) have been widely used in buildings in recent years due to their superior thermal insulation performance. However, because of the panel reciprocating motion and fatigue deterioration of sealants under long-term wind loads, many IGUs have the problem of early failure of watertight properties in real usage. This study aimed to propose a statistical method for wind-induced deflection of IGU panels during the whole life service period, for further precise analysis of the accumulated fatigue damage at the sealed part of the edge bond. By the estimation of the wind occurrence regularity based on wind pressure return period, the events of each wind speed interval during the whole life were obtained for the IGUs at 50m height in Beijing, which are in good agreement with the measured data. Also, the wind-induced deflection analysis method of IGUs based on the formula of airspace coefficient was proposed and verified as an improvement of the original stiffness distribution method with the average relative error compared to the test being about 3% or less. Combining the two methods above, the deformation of the outer and inner panes under wind loads during 30 years was precisely calculated, and the deflection and stress state at selected locations were obtained finally. The results show that the compression displacement at the secondary sealant under the maximum wind pressure is close to 0.3mm (strain 2.5%), and the IGUs are in tens of thousands of times the low amplitude tensile-compression cycle and several times to dozens of times the relatively high amplitude tensile-compression cycle environment. The approach proposed in this paper provides a basis for subsequent studies on the durability of IGUs and the wind-resistant behaviors of curtain wall structures.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.126-131
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• 2001

Materials property data are necessary to secure the reliability of failure prevention techniques such as inspection and remaining life assessment of civil infrastructure and industrial facilities. However, there is no properly collected data in Korea, and those foreign data are hard to use because of the scattering of the sources, the difference of standards, etc. In this paper, materials property database system which has been constructed at Korea Research Institute of Standards and Science is introduced. Constructed database contains 145,000 numeric data of materials property for 600 kinds of metals and can be retrieved on the internet. The database system provides graphical user interface-based information searching functions necessary for the life evaluation and safety analysis.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.390-397
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• 2019

현대 제조 공업이 고효율, 고정밀도와 경제적인 방향으로 발전 하면서 금속을 절단하는 띠톱 기계는 이미 철강, 기계, 자동차, 조선, 석유, 광산, 항공 우주 등 다양한 영역에서 광범위 하게 활용 되고 있다. 하지만 기존의 띠톱 기계들은 경험적으로 설계 되어져 왔으며 따라서 낮은 수명, 톱질 동작 상태에서 낮은 정밀도 및 저효율을 문제와 높은 제조원가 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 띠톱의 역학적 해석을 통해 띠톱 톱대의 설계 파라미터를 개선하는 방법을 제시 하였다. 실제로 빈번하게 사용 되고 있는 띠톱 기계를 모델링 하여 응력 분석, 피로해석을 시행 하였으며 이에 따라 톱대의 상세한 설계 파라미터를 도출 하였다. 그 결과 피로 강도가 피로 요구 사항을 만족 시키고 띠톱 기계의 정밀도와 효율이 크게 향상 되는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.53-62
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• 1986

소재시험편(素材試驗片)과 맞대기 용접시험편(鎔接試驗片)을 대상(對象)으로 피로시험(疲勞試驗)을 행(行)하여 작용최대응력(作用最大應力)-피로수명(疲勞壽命)(S-N)선도(線圖), 소성변형율(塑性變形率)-하중반복회수(荷重反復回數)(${\varepsilon}_p$-N)선도(線圖), 초기균열발생시(初期龜裂發生時)의 소성변형율(塑性變形率)-피로수명(疲勞壽命)(${\varepsilon}_p-N_c$)선도(線圖) 및 균열성장율(龜裂成長率)-응력확대계수변동범위(應力擴大係數變動範圍)(da/dN-${\Delta}K$)선도(線圖)를 그려서 강구조물(鋼構造物) 용접부(鎔接部)에서의 여러가지 피로거동(疲勞擧動)을 검토(檢討)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 얻어진 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 하중반복회수(荷重反復回數) $2{\times}10^6$ cycle에서의 피로강도(疲勞强度)는 용접부(鎔接部)가 소재부(素材部)의 약(約) 60%였으며 강복응력(降伏應力)에 대한 피로강도(疲勞强度)의 비(比)는 소재부(素材部)와 용접부(鎔接部)가 각각(各各) 0.72, 0.65로 나타났다. 용접시험편(鎔接試驗片)의 S-N 선도(線圖)는 피로강도(疲勞强度)의 감소(減少)가 완만(緩慢)한 구간(區間)과 피로강도(疲勞强度)의 감소(減少)가 큰 구간(區間)으로 분류(分類)되어 작용최대응력(作用最大應力)이 작을 수록 피로강도(疲勞强度)의 감소(減少)가 커지는 현상(現象)을 보였다. 두 구간(區間)으로 구분(區分)되지 않은 S-N 선도(線圖)에 의한 피로강도(疲勞强度)에 비(比)해 $2{\times}10^6$ cycle에서의 피로강도(疲勞强度)가 약(約) 83%에 해당(該當)하였다. 이는 낮은 응력(應力)에서 용접부(鎔接部) 내부결함(內部缺陷)의 영향(影響)이 크게 작용(作用)하는 때문이 아닌가 생각된다. 용접시험편(鎔接試驗片)의 경우(境遇) 소재시험편(素材試驗片)에 비(比)해, 또 작용최대응력(作用最大應力)이 클수록 초기균열발생(初期龜裂發生)이 빠르고 균열발생직전(龜裂發生直前)의 소성변형율(塑性變形率)의 증가(增加)가 급격(急激)한 것을 알 수 있었다. 소재시험편(素材試驗片)에서 ${\varepsilon}_p-N_c$ 관계식(關係式)의 상수(常數) ${\alpha}$값이 0.42 로 Manson, Coffin의 연구결과(硏究結果)와 거의 일치(一致)하였고 용접시험편(鎔接試驗片)에서는 이 값이 0.28 로 이들의 연구결과(硏究結果)와 큰 차이(差異)를 나타내었는데, 이는 피로(疲勞)에 의한 용접부(鎔接部) 소성변형(塑性變形)의 급격(急激)한 변화(變化)와 내부결함(內部缺陷)의 영향(影響)이 작용(作用)했기 때문이 아닌가 생각된다. 이와 같은 결과(結果)로 볼 때 기존(旣存)의 강구조물(鋼構造物) 및 향후(向後) 신설(新設)될 강구조물(鋼構造物) 용접부(鎔接部)의 품질(品質) 및 피로(疲勞)에 대한 안전성(安全性)에 적절(適切)한 대책(對策)이 요망(要望)되며, 이 분야(分野)에 관한 더 많은 연구(硏究)가 행(行)해져야 되리라고 사료(思料)된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제13권3호
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• pp.353-374
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• 2014

Recent studies were dedicated to the realization of measurements on stay-cable samples of different geometry and static conditions as available at several facilities. The elaboration of the acquired data showed a a satisfactory efficacy of the dampers made of NiTi wires in smoothing the cable oscillations. A further attempt to investigate the applicability of the achieved results beyond the specific case-studies represented by the tested cable-stayed samples is herein pursued. Comparative studies are carried out by varying the diameter of the NiTi wire so that similar measurements can be taken also from laboratory steel cables of reduced size. Details of the preparation of the Ni-Ti wires are discussed with particular attention being paid to the suppression of the creep phenomenon. The resulting shape of the hysteretic cycle differs according to the wire diameter, which affects the order of the fitting polynomial to be used when trying to retrieve the experimental results by numerical analyses. For a NiTi wire of given diameter, an estimate of the amount of dissipated energy per cycle is given at low levels of maximum strain, which correspond to a fatigue fracture life of the order of millions of cycles. The dissipative capability is affected by both the temperature and the cycling frequency at which the tests are performed. Such effects are quantified and an ageing process is proposed in order to extend the working temperature range of the damper to cold weathers typical of the winter season in Northern Europe and Canada. A procedure for the simulation of the shape memory alloy behavior in lengthy cables by finite element analysis is eventually outlined.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권12호
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• pp.99-106
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• 2010

Gas turbines operation for power generation increased rapidly since 1990 due to the high efficiency in combined cycle, relatively low construction cost and low emission. But the operation and maintenance cost for gas turbine is high because the expensive superalloy hot gas path parts should be repaired and replaced periodically This study analyzed the initiation and propagation of the crack at the gas turbine blades which are coated with MCrAIY as a bond coat and TBC as a top coat. The sample blades had been serviced at the actual gas turbines for power generation. Total 7 sets of blades were analyzed and they have different EOH(equivalent operation hour). Blades were sectioned and the cracking distribution were measured and analyzed utilizing SEM(scanning electron microscope) and optical microscope. The blades which had 52,000 EOH of operation had cracks at the substrate and the maximum depth was 0.2 mm. Most of the cracks initiated at the boundary layer between TBC and bond coat and propagated down to the bond coat. Once bond coat is cracked, the base metal is exposed to the oxidation condition and undergoes notch effect. Under this environment, the crack branched at the inter-diffusion layer and propagated to the substrate. Critical cracks affecting the blade life were analyzed as those on suction side and platform.

• 한국안전학회지
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• 제33권4호
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• pp.90-97
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• 2018

As the result(also after it's been carried out the damping force test with 800ea lateral dampers of 50ea trainset from entering heavy maintenance workshop to implement heavy maintenance inspection cycle, there were 86.25%(650ea) which were out of $350kg{\pm}15%$ of the standard value of damping force compared to the reference value. After the implementation of heavy maintenance inspection cycle, it's been examined damping force test with total samples 32ea(samples 8ea per a trainset) from actual running EMU 4ea trainset. As the result, percent defective was 84.4%(27ea), which was a very high level. System. The lateral damper's the failure cause of damping force defective was oil leakage caused by tearing crack of oil seal and foreign material in oil iron 473 ~ 1932 times higher than that of new oil, copper 36 ~ 98 times higher than that of new oil reduced oil amount cycling damping valve. It resulted from the change cause of damping force. In the static analysis on the shape of lateral damper oil seal's the existing and improved product, the stress of the improved product was smaller than that of the existing product. In the fatigue analysis, the existing product showed a low life in the upper area. However, in case of the improved product, it could be confirmed that the destruction did not occur up to the specified 1.0e + 006 cycles and the lifetime was further improved in most areas.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.379-384
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• 2014

가스터빈엔진의 가장 핵심 부품인 디스크와 블레이드는 고온, 고압축비, 고속 회전이라는 가혹한 환경에서 지속적으로 운용된다. 이러한 가혹한 환경과 디스크와 블레이드가 가지는 큰 회전 에너지로 인해 디스크 및 블레이드에 의해 유발되는 파손은 항공기 손상 혹은 탑승자의 피해로 이어지는 재해적 고장 혹은 한계 고장으로 이어진다. 그러므로 디스크와 블레이드의 구조적 건전성의 마진을 충분히 확보하기 위해서 본 연구에서는 디스크의 취약 부위인 도브테일의 형상을 최적화하고, 그 해의 강건성을 확인하기 위해 치수 공차와 피로 수명의 산포와 같은 불확실성에 대하여 신뢰도 해석을 수행하고자 한다. 이 결과를 통해 결정론적 방법인 최적설계의 필요성과 함께 한계를 확인하고, 향후 신뢰도 기반 최적설계의 필요성을 인지하고자 한다. 이를 위해 비선형 열-구조 연성해석과 접촉 해석을 포함한 유한요소해석을 수행하였다.