• 대한조선학회논문집
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• 제49권4호
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• pp.350-358
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• 2012

This paper deals with accuracy of accumulated fatigue damage estimation using stochastic fatigue analysis method based on Rayleigh PDF. From full scale measurement data on an 8100TEU container vessel, zero-order spectral moments for wave- and vibration-induced energy spectral densities are determined on the probability level of 99%. 80 simulation cases in total are prepared according to the variation of ratio of zero-order spectral moments and center frequency of vibration ESD. By using inverse Fourier transformation and rainflow cycle counting for the combined ESD of wave and vibration, exact fatigue damages are derived. Fatigue damages in frequency domain based on Rayleigh PDF show large conservativeness compared to exact fatigue damages in times domain. The main cause of the excessive conservativeness is analyzed by two aspects: ratio of zero crossing and peak frequencies and ratio of initial zero order spectral moments and zero order spectral moments from rainflow stress range distributions. Finally, a guideline of applicability of Rayleigh PDF is proposed for wide band processes.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.162-167
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• 2020

본 연구에서는 국내 고정익항공기 개발의 일환으로 고정익항공기용 외부 연료탱크와 파일런에 대한 피로해석을 수행하였다. 구조해석을 통해 외부 연료탱크와 파일런의 피로해석 부위들을 선정하고, 선정된 부위들에서 단위하중에 대한 전달함수를 구축하였다. 연속 하중 프로파일에 대해서 각 프로파일 하중과 전달함수와의 내적을 통해 선정 부위에서의 응력 성분을 계산한 후, Von Mises 등가응력을 사용하여 각 프로파일의 대표응력(Representative Stress)을 계산하였다. 그리고, 구축된 대표 응력 그룹에 Rainflow Counting 기법을 사용하여 초기의 방대한 하중 프로파일로 부터 축소된 개별 프로파일과 그에 대한 진폭 및 평균값을 추출한 후, MMPDS(Metallic Materials Properties Development and Standardization)의 S-N 선도를 적용하여 수명싸이클을 계산하였다. 만약, 추출된 개별 프로파일들의 Stress Ratio가 선정된 S-N 선도의 Stress Ratio 범위를 벗어나는 경우 Modified Goodman 선도로부터 유도된 식을 사용하여 Stress Ratio가 해당 S-N 선도에서 요구하는 범위를 만족하도록 변환하는 과정을 거쳤다. 그리고, Miner's Rule에 의해 계산된 각 프로파일들의 손상값들을 더하여 선정 부위에서의 수명을 평가하였다. 최종적으로 수명평가를 위해 선정된 외부연료탱크와 파일런의 관심 부위에서 요구 수명을 모두 만족하는 것으로 평가되었다.

• 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.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.137.2-137.2
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• 2005

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.193-194
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• 2008

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.692-699
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• 2005

In order to evaluate that factors such as span length, member type and train loading affect on fatigue of steel railway bridges, in this paper, a series field tests were carried out for some plate girder bridges. From the result estimated by rainflow counting method to analyses real strain-time curve obtained from the field test, it was known that the fatigue effect is more significant in the bridge having short span length and the secondary members regardless of train load types.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제6권2호
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• pp.431-441
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• 2014

The effects of hull-girder vibration on the fatigue strength of a Post-Panamax container ship are discussed in the present paper. Firstly, the short-term sea states are categorized according to the occurrence probability of each sea state. Time histories of hull-girder stress in short-term sea states are calculated by means of a nonlinear simulation code of ship response assuming that the hull-girder is rigid and flexible. Then, the calculated stress peaks are processed by the rainflow counting method, where two different counting procedures are used based on the considerations of crack propagation behaviors. Finally, the fatigue damage in life time of the ship in each categorized short-term sea state is estimated by means of Miner's rule. Based on the calculated results, the effects of hull-girder vibrations on the fatigue damage are clarified by disaggregated damage from short-term sea state.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권8호
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• pp.789-798
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• 2013

형식인증시험을 통해 획득된 풍력발전기의 기계적 하중 데이터를 분석하기 위한 관련 프로그램 개발과 절차가 수행되었다. IEC 61400-13 규격을 기반으로 하는 측정 데이터에 대한 검증, 하중유형에 따른 분류, 시계열 및 통계 데이터 분석, 파워 스펙트럼 밀도함수 및 피로하중 스펙트럼 계산, 등가하중 계산 등의 절차가 본 프로그램을 통해 수행되었다. 수집된 데이터들이 피로하중을 산정하기에 충분한가를 판단하기 위해 정상전력생산의 경우에 대한 수집행렬을 구성하였다. 50 개의 하중 범위 분할 개수를 사용하는 우수집계법을 통해 피로하중 스펙트럼이 얻어지며, 사용된 재료에 따라 다르게 S-N 선도의 기울기를 적용하여 최종적으로 등가하중을 산출하였다. 모노파일 하부구조를 가지는 NREL 5MW 풍력발전기의 공탄성 시뮬레이션 데이터에 이용하여 위의 전반적인 절차를 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.47-54
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• 2014

선체 내구성은 기존 선급 규격에 의하여 구조 치수를 결정한 후 이러한 치수의 선체구조에 대하여 스펙트랄과 결정론적 및 간이 방법에 의하여 평가되고 있다. 이러한 방법은 선체재료를 선급 규격에서 제안하고 있는 재료로 구성하는 경우에는 적용할 수 있으나 선체 재료를 신소재로 구성하는 경우에는 적용할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 폴리에틸렌 보트 선체에 대한 피로 손상을 평가하기 위하여 선체에 부하되는 단기간 선체 가속도를 직접 측정하고 이러한 데이터를 기초로 구조설계와 피로수명평가방법이 확립되지 못한 소형 선박의 선체 내구성을 선형누적손상 법칙으로 평가하는 방법을 제안하였다. 개발된 폴리에틸렌 보트의 경우 최대 가속도 상태에서 보트에 부하되는 최대 Von-Mises 응력은 1.8MPa로서 $1{\times}10^9$ 사이클 피로강도 5.9MPa 아래에 있고 유한피로수명개념을 적용한 폴리에틸렌 보트의 내구수명은 415년으로 평가되어져 거의 무한수명을 가지고 있다.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권10호
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• pp.77-83
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• 2008

In terms of saving costs, energy and materials, the weight of cars has been gradually reduced by optimizing design of structure, which also gives us good performance. In compliance with this, it should satisfy the lifetime of cars for 25 years under the operation. The purpose of this study is to evaluate the strength of fatigue using date from strain gauges attached carbody and bogie frame. This dynamic stress can be evaluated using S-N curve based on stress amplitude. Modified S-N curve by CORTON-DOLAN is used for more conservative and substantial evaluation. In addition, !he loadings itself of carbody and bogie frame are considered by calculating the rate of the differences which are occurred between empty car and fuiiy occupied car with passengers. Rainflow cycle counting method is applied to arrange the stress data for the modified S-N curve to predict lifetime of the materials. Conclusively the cumulative damages are not only calculated by Miner's Rule, but the safety factors are also determined by Goodman diagram.