• 한국안전학회지
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• 제32권5호
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• pp.8-12
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• 2017

Bicycles are very popular sporting goods in these days. Thus, the durability of bicycles is very important for the safety of bicyclists. It is well known that a bicycle frame is a major component which is essential to the safety and performance of a complete bicycle. In this study, the durability of bicycle frames were experimentally investigated under the fatigue load. Eighty bicycle frames with different types and materials were prepared and tested according to EN standards. Three kinds of fatigue loads, that is, pedalling, vertical and horizontal fatigue load, which occur constantly during riding a bicycle, were applied to the bicycle frames. The experimental results show that the horizontal fatigue load was the severest mode to pass EN standard. The pass ratio of horizontal fatigue load test was 45.2%, while the pass ratio of vertical fatigue load test was 100%. Most of cracks were found at the right side of bottom bracket shell and at the intersection area between head tube and down tube. It seems that the experimental results can be applied to improve the safety and performance of a bicycle frame.

• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제3권4호
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• pp.164-168
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• 2013

Tidal-current power is now recognized as a clean power resource. The turbine blade is the fundamental component of a tidal current power turbine. The kinetic energy available within a tidal current can be converted into rotational power by turbine blades. While in service, turbine blades are generally subjected to cyclic fatigue loading due to their rotation and the rotor-tower interaction. Predicting the fatigue life under a hydrodynamic fatigue load is very important to prevent blade failure while in service. To predict the fatigue life, hydrodynamic load data should be acquired. In this study, the vibration characteristics were analyzed based on three-dimensional unsteady simulations to obtain the cyclic fatigue load. Our results can be applied to the fatigue design of horizontal-axis tidal turbines.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권3호
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• pp.209-214
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• 2012

최근 F-5 항공기 외부 연료탱크 수평 핀의 균열결함이 크게 증가함에 따라 원인 규명이 필요하다. 본 연구에서는 수평 핀의 동적거동을 유한요소법을 이용하여 피로해석 측면에서 정량적으로 평가하였다. 이를 위해 스피드 브레이크(speed brake)에 의한 동하중 이력을 적용하여 시간영역과 주파수영역의 피로해석을 수행하였다. 연구결과 수평 핀은 동적거동 영향으로 피로수명이 감소되었음을 입증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.47-52
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• 1999

피로시험은 구조설계에 있어서 필수적인 과정으로서, 구조물의 요구수명 만족여부를 판단하기 위해 수행된다. 본 연구에서는 750㎾급 수평축 풍력발전 시스템용 복합재 회전날개가 요구수명 20년이상 안전하게 운용되어질 수 있는지에 대한 검토를 수행하였다. tan Bond의 실험식과 S-N선형 손상 방법을 사용하여 요구 피로강도를 계산하였으며, 설계된 복합재 회전날개의 유한요소 해석 결과와 비교하기 위해 측정하중 스펙트럼과 Spera의 피로하중 실험식을 이용하여 회전날개에 적용시킬 피로하중을 계산하였다. 계산된 피로하중에 대한 유한요소 해석을 수행하여 검토한 결과, fan Bond의 실험식을 이용하여 예측한 최대 요구 피로강도보다 낮은 범위에 있음을 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.187-194
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• 2002

It has been reported that cracks in mechanical joints is generally under mixed-mode and there is critical inclined angle at which mode I stress intensity factor becomes maximum. The crack propagates in arbitrary direction and thus the prediction of crack growth path is needed to provide against crack propagation or examine safety. In order to evaluate the fatigue life of cracks in mechanical joints, horizontal crack normal to the applied load and located on minimum cross section is major concern but critical inclined crack must also be considered. In this paper mixed-mode fatigue crack growth test is performed far horizontal crack and critical inclined crack in mechanical joints. Fatigue crack growth path is predicted by maximum tangential stress criterion using stress intensity factor obtained from weight function method, and fatigue crack growth rates of horizontal and inclined crack are compared.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.187-192
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• 2001

Cracks in mechanical joints is generally under mixed-mode and there is the critical inclined angle at which mode I stress intensity factor becomes maximum. In order to evaluate the fatigue life of cracks in mechanical joints, horizontal crack normal to the applied load and located on minimum cross section is major concern but critical inclined crack must also be considered. In this paper mixed-mode fatigue crack growth test is performed for horizontal crack and critical inclined crack in mechanical joints. Fatigue crack growth path is predicted by maximum tangential stress criterion using mode I and mode II stress intensity factors obtained from weight function method, and fatigue crack growth rates of horizontal and inclined crack are compared.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2880-2885
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• 2008

Design lifttime of a wind turbine is required to be at least 20 years. In the meantime, the wind turbine will experience a lot of load cases such as extreme loads and fatigue loads which will include several typhoons per year and extreme gusts with 50 years recurrence period as well as endless turbulence flow. Therefore, IEC61400-1 specifies design load cases to be considered in the wind turbine design and requires the wind turbine to withstand the load cases in various operational situations. This paper investigates the ultimate loads which the wind turbine will experience for 20 years and their characteristics based on the IEC61400-1 using an aero-elastic software, GH-Blade. And the performance characteristics of a wind turbine such as electrical power generation and annual energy yield are also investigated.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.25-32
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• 2005

The aerodynamic loads at the blade hub and the drive shaft for 1MW horizontal axis wind turbine are calculated numerically. The geometric shape of the blade such as chord length and twist angle can be obtained fran the aerodynamic optimization procedure. Various airfoil data, that is thick airfoils at hub side and thin airfoils at tip side, are distributed along the spanwise direction of the rotor blade. Under the wind data fulfilling design load cases based on the IEC61400-1, all of the shear forces, bending moments at the hub and the low speed shaft of the drive train are obtained by using the FAST code. It shows that shear forces and bending moments have a periodic. trend. These oscillating aerodynamic loads will lead to the fatigue problem at both of the hub and drive train From the load analysis the maximum shear forces and bending moments are generated when wind turbine generator system operates in the case of the extreme speed wind condition.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5A호
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• pp.873-880
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• 2006

본 논문에서는 기존의 수평전단 설계식을 적용하여 프리캐스트 바닥판 PSC 합성거더 교량을 설계, 제작하였다. 피로하중에 대한 바닥판과 거더 그리고 전단연결부의 내구성과 거동특성을 평가하기 위하여 피로실험을 수행하였다. 실험결과 200만회 반복하중을 재하한 후 바닥판과 거더의 균열 및 잔류처짐은 발생하지 않았으며, 휨강성의 감소없이 선형거동을 나타냈다. 그리고 전단연결부의 손상은 나타나지 않았다. 또한 정적실험을 수행하여 연결부의 거동과 설계식의 적용성을 평가하고, 극한하중 상태에서의 구조적 성능과 정적강도 등을 평가하였다. 프리캐스트 바닥판 PSC 합성거더 교량은 사용하중상태에서 균열에 대해 2.08의 안전율을 나타냈으며, 파괴 시 충분한 극한내력과 연성거동을 나타냈다. 수평전단 설계식을 프리캐스트 바닥판 PSC 합성거더 교량의 수평전단 설계에 적용할 경우 사용성 및 구조적 안전성에 문제가 없는 경제적이고 신속한 형태의 교량을 시공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.135-144
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• 2011

최근 PS 강연선의 대체재로서 높은 인장강도와 훌륭한 내부식을 가진 FRP(fiber rienforced polymer)를 이용한 조사가 활발히 진행되어지고 있다. 따라서, 이 연구는 FRP 긴장재를 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보를 제작하여 반복 하중에 따른 피로거동의 특성을 분석함으로써 프리스트레스트 콘크리트 보의 안전성을 평가하고자 하였다. 또한 기존 PS 강연선을 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보를 제작하여 피로 성능을 비교하였다. 반복 하중은 정적 실험을 통해서 얻은 극한 하중의 40%를 최소 하중으로 일정하게 고정하고 최대 하중은 극한 하중의 60%, 70%, 80%로 결정하였다. 반복 하중은 4점 재하방식으로 sine파를 이용한 1~3 Hz의 속도 재하하였다. 피로한계는 100만회로 하였다. 40~60% 범위의 시험체는 100만회까지 피로 파괴가 나타나지 않았지만, 반복 횟수가 증가함에 따라 콘크리트와 긴장재 사이의 부착력이 저하되었고, 수평방향의 균열이 나타났다. FRP 긴장재를 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보의 피로 실험 결과 사용 하중 상태에서의 반복 하중에 대해서 안전한 것으로 나타났다. 피로한계 100만회에 대한 피로 강도는 FRP 긴장재를 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보의 경우 69.2%, PS 강연선을 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보는 59.8%에 해당함을 알 수 있었다.