• 한국주조공학회지
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• 제39권4호
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• pp.61-74
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• 2019

The effects of Sr and (Ti-B) additives on the impact and fatigue properties of recycled (35% scrap content) AC4A aluminum alloy are investigated here. The acicular morphology of the eutectic Si phase of as-cast specimens was converted to the fibrous one with Sr additives. The grain size of the α-solid solution decreased by the addition of (Ti-B) additives. The crack initiation energy (E_i) of the impact absorption energy decreased due to the incorporation of an oxide film and inclusions depending on the scrap used. The modification of the eutectic Si morphology by Sr additives is considered as the main factor of the increase of the average impact absorption energy (E_t). The addition of (Ti-B) additives contributed to an increase in the occurrence of crack deflections due to the refining of α-Al grains, resulting in improved fatigue properties.

• 수산해양기술연구
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• 제24권1호
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• pp.44-49
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• 1988

본 연구에서는 피로파괴에 영향을 주는 여러 인자중에서 우선 피로크랙전파에 대한 시험편 두께의 영향을 검토하기 위하여 최초 두께 25mm인 일반구조용 압연강재를 평면가공하여 두께 5, 10, 15, 20, 25mm인 CT 시험편을 가공한 후 인장-인장편진반 복피로시험을 행하여 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 피로수명이 가장 짧게 나타나는 임의의 시험편 두께가 존재하며, 본 실험의 경우에는 두께 15m인 시험편의 경우 피로수명이 가장 짧게 나타났다. 2. 피로크랙의 발생은 두께가 두꺼운 시험편의 경우가 늦지만 피로크랙 성장은 두꺼운 시험편의 경우가 빠르게 나타났다. 3. 본 실험에서 paris시의 계수 m의 값은 절위는 1.98~4.59로서 시험편의 두께가 두꺼울수록 m의 값이 크게 된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.93-106
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• 2001

선체 구조에서 피로 손상을 받기 쉬운 용접 부위인 T형 이음부(T-joint) 및 호퍼 너클 이음부(hopper knuckle joint) 모델의 피로실험 및 선형탄성 파괴역학을 이용한 피로균열 진전해석을 수행하였다. 집중 응력(hot spot stress)을 적용하여 정의된 균열 개시수명(균열 깊이 1mm)을 기준으로 하는 통합된 S-N선도를 작성하였으며, 잔류응력을 고려한 피로균열 진전해석을 통하여 피로균열 진전수명을 정확히 예측할 수 있었다. 또한, 임의의 형상을 가지는 용접 이음부(weld joint)의 피로균열 진전수명에 대한 정량화의 가능성을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권2호통권45호
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• pp.111-122
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• 2000

이 연구에서는 덮개판 형상이 피로특성에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위해서 강교량을 구성하는 구조세목 중 덮개판 필렛용접부를 대상으로 일련의 피로실험을 실시하였다. 피로실험결과 덮개판 형상에 따라 피로강도에 다소 차이를 나타내고 있었으나 국내 및 외국의 피로설계기준을 만족함을 알 수 있었다. 또한 비치마크실험결과로부터 피로균열 발생점은 용접지단부의 형상에 밀접하게 관련되어 있음을 확인할 수 있었으며, 용접지단부의 여러 곳에서 동시다발적으로 발생한 피로균열이 반타원형의 표면균열의 형태로 성장하고 이 균열이 서로 합체되어 관통균열의 형태로 성장함으로써 결국 파단에 이르렀다. 한편, 파괴역학적 해석결과로부터 기존의 제안식 및 유한요소해석에서 구한 균열보정 계수 중기하학적형상보정계수가 가장 지배적임을 알 수 있었으며, 피로균열성장속도와 유한요소해석에서 구한 응력확대계수범위 사이의 관계로부터 덮개판 필렛용접부의 피로수명을 산정 할 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제52권5호
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• pp.889-901
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• 2014

Very long life fatigue tests were carried out on 16Mn steel base metal and its welded joint by using the ultrasonic fatigue testing technique. Specimen shapes (round and plate) were considered for both the base metal and welded joint. The results show that the specimens present different S-N curve characteristics in the region of $10^5-10^9$ cycles. The round specimens showed continuously decreasing tendency while plate specimens showed a steep decreasing step and an asymptotic horizontal one. The fatigue strength of round specimen was found higher than plate specimen. The fatigue strength of as-welded joint was 45.0% of the base material for butt joint and 40% for cruciform as-welded joint. It was found that fracture can still occur in butt joint beyond $5{\times}10^6$ cycles. The cruciform joint has a fatigue limit in the very long life fatigue regime ($10^7-10^9$ cycles). Fatigue strength of butt as-welded joint was much higher as compared to cruciform as-welded joint. Improvement in fatigue strength of welded joint was found due to UPT. The observation of fracture surface showed crack mainly initiated from welded toe at fusion areas or geometric discontinuity sites at the surface in butt joint and from welded toe in cruciform joint.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권6호통권67호
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• pp.629-637
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• 2003

본 논문은 강교량에서 큰 응력범위가 발생하는 위치에 불가피하게 존재하는 가장 일반적인 피로 취약 상세인 면내 거셋 용접부에 대한 3단계에 걸친 피로 시험 결과를 분석 평가 하였다. 플랜지 및 부착물의 두께, 부착물의 길이와 적용강재를 변화시킨 총 57개의 피로 시험편이 제작되어 인장피로시험이 수행되었으며, 1단계 시험에서는 실물크기 및 시험체에 대한 피로 실험도 수행되었다. 실험 결과로부터 현 설계기준에 제시된 대상상세에 대한 피로강도 기준의 적정성을 평가하고, 플랜지와 용접 연결된 부착물의 두께, 길이 등의 기하학적 형상 및 적용강재의 강도가 피로강도에 미치는 영향과 균열의 발생 및 진전 거동 특성을 규명하였다. 외국의 피로실험 자료와 비교 분석한 결과 강재가 서로 달라도 유사한 피로강도를 갖는 것으로 나타났으며, 이는 강종 보다는 기하학적 형상 및 용접관련사항이 피로강도에 미치는 영향이 크다는 것을 나타내며, 형상에 따라 응력집중계수의 차이가 매우 커서 거셋 부착부의 변화부 반경, 길이 및 플랜지의 폭에 따라 상세분류를 좀더 세분화 할 필요가 있는 것으로 나타났다.

• 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.

• International Journal of Railway
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• 제1권3호
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• pp.106-112
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• 2008

Rolling-sliding, cyclic contact of wheel and rail progressively alters the microstructure of the contacting steels, eventually leading to micro-scale crack initiation, wear and macro-scale crack growth in the railhead. Relating the microstructural changes to subsequent wear and cracking is being accomplished through modelling at three spatial scales: (i) bulk material (ii) multi-grain and (iii) sub-grain. The models incorporate detailed information from metallurgical examinations of used rails and tested rail material. The initial 2-dimensional models representing the rail material are being further developed into 3-dimensional models. Modelling is taking account of thermal effects, and traffic patterns to which the rails are exposed.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.21-26
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• 1993

본 연구에서는 방전가공면에서의 미시조직의 변화, 잔류응력의 분포등을 주된 연구대상으로 하여, 이들이 피로균열의 발생, 성장거동에 미칠 특이한 영향에 대하여 고찰하고자 한다.

• 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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• 한국신뢰성학회 2000년도 춘계학술대회 발표논문집
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• pp.213-222
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• 2000

In present study, a stochastic model is developed for the low cycle fatigue life prediction and reliability assessment of 316L stainless steel under variable multiaxial loading. In the proposed model, fatigue phenomenon is considered as a Markov process, and damage vector and reliability are defined on every plane. Any low cycle fatigue damage evaluating method can be included in the proposed model. The model enables calculation of statistical reliability and crack initiation direction under variable multiaxial loading, which are generally not available. In present study, a critical plane method proposed by Kandil et al., maximum tensile strain range, and von Mises equivalent strain range are used to calculate fatigue damage. When the critical plane method is chosen, the effect of multiple critical planes is also included in the proposed model. Maximum tensile strain and von Mises strain methods are used for the demonstration of the generality of the proposed model. The material properties and the stochastic model parameters are obtained from uniaxial tests only. The stochastic model made of the parameters obtained from the uniaxial tests is applied to the life prediction and reliability assessment of 316L stainless steel under variable multiaxial loading. The predicted results show good accordance with experimental results.