• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.339-346
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• 2019

강철도교에 대한 확률기반 피로 수명 평가를 위한 많은 연구들이 그간 있어 왔지만, 대부분 상대적으로 단순한 피로 균열 진전 모델을 기반으로 한 연구들이었다. 이 모델은 최소 응력이 0이고 일정한 응력변동 진폭을 가정하기 때문에, 철도교의 피로수명 평가에는 적합하지 않다. 따라서 본 연구에서는 보다 고도화된 균열 진전 모델을 이용해 강철도교의 피로 수명을 평가하는 새로운 확률기반 기법을 제안하였다. 또한 이 기법은 철도교에서 흔히 발생하는 다양한 하중 변동 진폭을 rainflow cycle counting algorithm을 사용해 고려할 수 있어, 보다 현실적인 피로 수명을 평가할 수 있다. 제안된 기법을 강철도교 예제 모델에 적용하여 피로 수명을 주요 부재 및 시스템에 대해 평가하였다. 또한 다양한 활하중-사하중 비가 피로 수명에 끼치는 영향을 분석하였으며, 그 결과 활하중-사하중 응력 비가 0에서 5/6까지 증가함에 따라 부재와 시스템 수준 모두에서 피로 수명이 30년 내외까지 줄어드는 것을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제55권1호
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• pp.45-55
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• 2018

Concerns are emerging in marine industry on the additional fatigue damages induced by hydroelasticity, and large container carriers, among others, are considered to be susceptible to this hydroelastic response due to its large size, deck openings and high speed. This study focuses on the fatigue damage estimation of 9,400TEU container carrier based on the full scale measurement data via long-base strain gage installed on the ship. Some correlation analyses have been also done to check whether there was significant torsional response during the voyage. Direct cycle counting method was used to derive stress histogram and the long-term fatigue damage was estimated based upon that analyzed data. It turned out that the fatigue damage of this particular ship during the measurement period increased by more than 60% due to the hydroelastic response of the hull, and main contribution is considered to come from vertical bending mode.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권2호
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• pp.231-235
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• 2013

The purpose of this paper is to compare with estimation of equivalent fatigue load in time domain and frequency domain and estimate the fatigue life of structure with multi-axial vibration loading. The fatigue analysis with two methods is implemented with various signals like random, sinusoidal signals. Also an equivalent fatigue life estimated by rainflow cycle counting in time domain is compared with results estimated with probability density function of each signal in frequency domain. In case of frequency domain, equivalent fatigue life can estimate through Dirlik's method with probability density function. And the work proposed in this paper compared the fatigue damage accumulated under uni-axial loading to that induced by multi-axial loading. The comparison is preformed for a simple cantilever beam, which is exposed to vibrations of several directions. For verification of estimation performance of fatigue life, results are compared to those of FEM analysis (ANSYS).

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권8호
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• pp.1487-1494
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• 2002

In this study, to propose the prediction method of the crack growth under flight-simulation loading, crack growth tests are conducted on 2124-7851 aluminum alloy specimens. The prediction of crack growth under flight-simulation loading is performed by the stochastic crack growth model which was developed in previous study. First of all, to reduce the complex load history into a number of constant amplitude events, rainflow counting is applied to the flight-simulation loading wave. The crack growth, then, is predicted by the stochastic crack growth model that can describe the load interaction effect as well as the variability in crack growth process. The material constants required in this model are obtained from crack growth tests under constant amplitude loading and single tensile overload. The curves predicted by the proposed model well describe the crack growth behavior under flight-simulation loading and agree with experimental data. In addition, this model well predicts the variability of fatigue lives.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.378-382
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• 2007

To improve the reliability for a wind-turbine gearbox, the mechanical loads acting on the gearbox need to be monitored and analysed exactly. This study was conducted to identify the characteristics of torques and bending moments acting on the main shaft of the gearbox using the rainflow counting method and predict the fatigue life of the main shaft by using the modified Miner's rule. While the mean wind speed became 3.5 m/s, the life of the main shaft by the acting torques was predicted as 4.3${\times}10^6$ years, and it by the bending moments was as 2.3${\times}10^4$ years. If the life of the wind turbine was estimated as 20 years, the fatigue life of the main shaft was regarded as infinite. Also, it was suggested that the life of the main shaft must be predicted by not the torques but the bending moments.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권3호
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• pp.131-140
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• 2015

The purpose of this study is to predict the fatigue life of a planet carrier of a slewing reducer for a tower crane. To predict the fatigue life of the carrier, the inertia endurance test was carried out, and then the input torque profile for the reducer was obtained. The load profile acting on the planet pins that assembled the carrier was calculated from the measured input torque profile using commercial gearbox analysis software. The stress profiles of the carrier weak points were analyzed from the calculated load profile and boundary conditions using commercial FE software, and the stress cycles were determined using the rainflow counting method. Finally, the fatigue life of the carrier was predicted using the equivalent stress range by considering the effect of mean stress, and an S-N curve was drawn up using the GL guideline and the cumulative damage law.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권1호
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• pp.49-60
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• 2017

부유식 구조물의 계류선의 설계는 강도뿐만 아니라 피로수명 측면에서도 검토가 반드시 요구된다. 일반적으로 계류선의 피로 설계에는 동적 응력을 야기하는 하중이 지배적인 영향을 미치게 된다. 즉, 파랑이 주요 설계 하중으로 고려가 된다. 본 연구에서는 불규칙 파랑에 대한 해중 터널 계류선의 피로 손상 특성에 대해 분석한다. 시간 이력 유체-구조 동역학 해석을 통해 특정 환경 하중에 대한 해중터널의 동적 운동 및 계류선에 발생하는 장력과 응력을 계산하고, Rainflow 집계법 및 Palmgren-Miner의 법칙 그리고 DNV 기준에서 제시하는 해양구조물 설계를 위한 S-N 곡선을 고려하여 단기 피로 손상을 추정한다. 해중 터널의 계류 형식과 유사한 계류 형식을 갖는 인장각 플랫폼의 텐던 설계를 참고하여 100년 재현 주기 파랑이 48시간 지속되는 조건을 가정하여 이 환경 하중에 의한 피로 손상도를 추정한다. 본 해석 절차를 따르며, 함체의 흘수와 계류선의 간격 및 초기 기울임 각도가 피로 손상도에 미치는 영향을 분석한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권1호
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• pp.1-9
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• 2014

로터에 작용하는 불균형한 반복 하중은 풍력발전기에 구조적 하중을 발생시키고 이러한 하중이 구조물에 지속적으로 누적되면 피로 파괴와 수명 단축을 발생시킨다. Individual pitch control(IPC)는 이러한 구조적 하중을 저감시키고 풍력발전기의 작동 수명 연장에 효과가 있는 제어 방법이다. 본 연구에서는 Decentralized LQR(DLQR)과 Disturbance accommodating control(DAC)를 이용한 IPC 설계를 제시한다. DLQR은 로터 회전속도 제어를 위해 사용하였고 DAC는 블레이드에 외란으로 작용하는 바람(난류) 효과를 상쇄하도록 구성하였다. 제시된 IPC제어기의 구조적 하중 저감 효과는 Gain-scheduled PI로 설계된 Collective pitch control(CPC)과 비교하여 확인하였다. 또한, IPC의 구조물 하중 저감 효과를 확인하기 위해 피로 누적에 의한 손상정도를 나타내는 피로등가하중(DEL)을 이용하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제49권4호
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• pp.359-366
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• 2012

This is the final one of the two companion papers dealing with accuracy of accumulated fatigue damage estimation under wide band process. It is stated that four kinds of wide band models exist: typed of equivalent stress, combined PDF, correction factor, and damage combination. For the idealized ESDs from full scale measurement data on an 8100TEU container vessel, fatigue damages are compared for a narrow band prediction model based on Rayleigh PDF and five wide band fatigue prediction models of Dirlik, Wirsching-Light, Jiao-Moan, Benasciutti and DNV. DNV model consistently overestimates fatigue damages regardless of variation of ESDs. Predictions by Jiao-Moan model, which is understood as standard method for design of offshore platforms, are also in conservative side. Best accuracy is found from the results by Dirlik and Benasciutti models, but Benasciutti model is preferred since it can easily combined with narrow band fatigue damage based on Rayleigh PDF.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.317-325
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• 2008

최근 연구결과 레일연마 및 장대레일화로 누적통과톤수에 의한 레일교체기준의 연장이 가능한 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 현재 도시철도에서 사용 중인 대표 궤도구조에 대해 실운행 열차하중에 의한 궤도의 동적 응답을 분석하여 현 궤도의 상태평가를 하였으며 궤도의 상태 변화에 따른 레일의 부담력을 검토하였다. 또한, 측정된 응력파형을 Rainflow Count Method를 이용하여 응력히스토그램을 작성하고 등가응력을 상정하여 신규 레일 용접부의 S-N 선도에 적용함으로써 노후레일의 누적피로손상도 및 휨 피로수명을 산정하였다. 최종적으로 본 연구에서는 궤도구조 및 상태를 고려한 레일교체기준의 개정을 제안하고자 하였다.