• 한국유체기계학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.15-21
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• 2013

This study aims to estimate the fatigue resistance of small wind composite blade using the fatigue life estimation formula in the GL guideline. For this, firstly, we estimated a turbine blade's bending moment spectrum by using wind profile wind profile and BEMT. And fatigue tests were performed to obtain the S-N curve of composite materials used in blade. In addition, a finite element analysis was used to identify fatigue critical locations and fatigue stress spectrum. And the fatigue resistance of composite blade were evaluated using the rainflow cycle counting, and Goodman diagram and the fatigue life estimation formula in the GL guideline.

• 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.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.489-500
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• 1997

현재 국내에서 공용되고 있는 철도 교량은 약 3,000여개이며, 그 가운데 강교량이 차지하는 비율은 47% 정도로서 도로교에 비해 강교량이 차지하는 비율이 훨씬 높은 것을 알 수 있다. 또한, 강철도교의 장지간 교량의 대부분이 강판형과 트러스 형식을 채택하고 있으며, 이들 교량은 대부분이 30년 이상의 공용이력을 갖고 있어 각 교량에서 피로 및 부식에 의한 손상이 진행되고 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 강철도교의 내하력과 내구성에 기초한 유지관리의 구축 및 이들의 데이터 베이스화를 위한 기초적인 단계로서 철도교에서의 응력빈도 특성 및 충격의 영향을 조사하는 것을 목적으로 하고 있다. 이들을 수행하기 위해 강철도 교량을 대상으로 시험차량에 의한 동적 주행시험을 통하여 충격계수를 산정하였으며, 이로부터 교량지간별, 교량형식별 그리고 차량의 주행 속도별 충격의 영향을 평가하였다. 또한, 공용하중하의 실동응력파를 획득하고 Rainflow Counting Method에 의한 빈도해석을 실시하여 응력범위 히스토그램을 산출하였으며, 트러스 형식별, 통과 열차별, 구조 부재별에 따른 응력분포 특성을 비교, 고찰하였으며, 이로부터 피로손상의 정도를 평가하였다. 그 결과, 트러스교에 있어서는 하현재와 세로보의 응력범위가 가장 큰 것으로 나타났으며 응력빈도 분포의 형태는 교량의 형식, 하중체계 그리고 통과량에 따라 크게 달라짐을 알 수 있었다. 또한 충격의 영향은 지간뿐만 아니라 차량의 주행속도에 크게 좌우됨을 알 수 있었다.

• 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.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권4호
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• pp.525-531
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• 2012

This study aims at the structural analysis of vibration and fatigue according to the configuration of engine mount. Maximum equivalent stress or deformation is shown at bracket or case respectively. As harmonic vibration analysis, the maximum displacement amplitude is happened at 4,000Hz. Among the cases of nonuniform fatigue loads, 'SAE bracket history' with the severest change of load becomes most unstable but 'Sample history' or 'Saw tooth' becomes most stable. In case of 'Sample history' or 'Saw tooth' with the average stress of 4,200MPa or 0MPa and the amplitude stress of -3,000MPa or 7MPa, the possibility of maximum damage becomes 70%. This stress state can be shown with 7 times more than the damage possibility of 'SAE bracket history' or 'SAE transmission'. The structural result of this study can be effectively utilized with the design on engine mount by investigating prevention and durability against its damage.

• 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.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.581-584
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• 2005

A district heating(DH) system supplies environmentally-friend heat and is appropriate for reduction of energy consumption and/or air pollutions. The objectives of this paper are to systematize data processing of transition temperature, investigate its effects on fatigue life of DH pipes and optimization for size of DH pipes. A relational database management system as well as reliable fatigue life evaluation procedures is established for Korean DH pipes. Also, since the prototypal evaluation results satisfied both cycle-based and stress-based fatigue criteria. Through the optimum design process, the cross section diminished 18.64% and the CUF diminished 23.35%. So, it can be used as useful information in the future for optimal design, operation and energy saving via setting of efficient condition and stabilization of water temperature.

• 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.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.113-125
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• 2013

This study analyzes upper arm as the part of suspension through the structural analyses of fatigue. Maximum displacement is shown at the knuckle joint connected with the bracket of automotive body. Among the cases of nonuniform fatigue loads, 'SAE bracket history' with the severest change of load becomes most unstable but 'Sample history' becomes most stable. Maximum life at 'Sample history' or 'SAE transmission' can be shown with 60 or 3.5 times more than 'SAE bracket history' respectively. In case of 'Sample history' with the average stress of $-4{\times}10^4$ to $4{\times}10^4$ MPa and the amplitude stress 0 to $8{\times}10^4$ MPa, the possibility of maximum damage becomes 3%. This stress state can be shown with 5 or 6 times more than the damage possibility of 'SAE Bracket history' or 'SAE transmission'. This study result is applied with the design of upper arm and it can be useful at predicting prevention and durability against its damage.

• 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.