• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.173-180
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• 2002

The specimens with three discontinuities have been tested in uniaxial compression. The geometry of discontinuities is changed by three different parameters: flaw inclination angle, continuity, and spacing. From the tips of the discontinuities wing and secondary cracks are observed. Wing cracks initially propagate curvilinear direction and follow loading direction after some distance from the tip of the discontinuities. Two different types of secondary cracks have been observed from the study: quasi-coplanar secondary cracks and oblique secondary cracks. From the test nine different types of coalescence are observed and they show a correlation with flaw angle and ligament angle. It is attempted to simulate the observed results by using FROCK(Fractured ROCK). FROCK is a code based on the hybridized DDM(Displacement Discontinuities Method) . It is shown that FROCK has quite potential of modeling of rock fracture processes.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권2호
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• pp.399-409
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• 2016

The fracture propagation mechanism and fractured rock mass failure mechanism were important research in geotechnical engineering field. Many failures and instability in geotechnical engineering were related on fractures propagation, coalescence and interaction in rock mass under the external force. Most of the current research were limited to two-dimensional for the brittleness and transparency of three-dimensional fracture materials couldn't meet the requirements of the experiment. New materials with good transparent and brittleness were developed by authors. The making method of multi fracture specimens were established and made molds that could be reused. The tension-compression ratio of the material reached above 1/6 in normal temperature. Uniaxial and biaxial loading tests of single and double fracture specimens were carried out. Four new fractures were not found in the experiment of two-dimensional fractures such as the fin shaped crack, wrapping wing crack and petal crack and anti-wing crack. The relationship between stress and strain of the specimens were studied. The specimens with the load had experienced four stages of deformation and the process of the fracture propagation was clearly seen in each stage. The expansion characteristics of the fractured specimens were more obvious than the previous research.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1185-1191
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• 2010

장기운영된 항공기에는 비행시간의 누적에 따라 다양한 피로균열이 발생하며 이는 운영상 안전성 및 가동률을 저하시키는 요인이 된다. 이의 해결을 위하여 피로임계위치(Fatigue critical location, FCL)에 대한 균열 진전 해석은 매우 중요하다. 그러나 이러한 장기 운영된 항공기의 경우, 균열 진전 해석에 필수적인 FCL에서의 응력 스펙트럼 획득은 거의 불가능한 실정이다. 본 연구에서는 장기운영된 항공기 주익 구조물의 FCL에서의 균열 진전 해석을 수행하기 위하여, 먼저 주익 구조물에 대한 2차원 하드카피 형태의 도면으로부터 구축된 3차원 CAD 모델에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 또한 이러한 유한요소해석 결과 및 제한된 하중배수 자료를 기반으로 FCL에서의 전달함수와 응력 스펙트럼을 산출하였다. 상기 자료를 바탕으로 상용 균열 진전 해석 코드인 NASGRO를 이용하여 FCL에서의 균열진전해석을 수행하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제1권1호
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• pp.154-165
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• 1998

본 논문에서는 Mongrel원리를 적용한 6절점 삼각형 특이 요소와 8절점 사각형 요소를 사용하여 등방성 재료의 평면균열문제에 대한 응력확대계수를 직,간접적으로 구함으로서 그 수렴성을 입증하였다. 평면균열문제의 경우, 전 영역의 균열크기에 걸쳐 동일한 분할 형태와 요소 수에서 Mongrel 특이요소를 균열끝 요소로 사용하여 직접 구한 응력확대계수가 J-적분을 통해 간접 계산된 응력확대계수에 비해 정해에 잘 일치하였다. 또한 항공기 수명관리의 핵심이라 할 수 있는 피로균열 성장해석을 위한 기초실험으로서 F-5 날개 스파 Al 7075-T6의 CT시편을 채취하여 파괴인성실험을 수행한 결과 L-T방향 파괴인성치는 31.06 ksi.inch$\frac{1}{2}$ 이었다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제24권5호
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• pp.467-474
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• 2021

A study on optimal shape selection of a mechanical fastening for the repair of crack defect of ROK Air Force F-5 fighter wing was conducted. The crack defect occurred in the spar of the wing, and the technical manual does not specify the repair method. However, ROK Air Force decided to develop a repair technology for this defect in consideration of various logistic conditions. Three repair shapes for the proper repair were devised and the finite element analysis was performed to examine the structural safety of these three connection members. As a result of the structural safety review, two connection members except one were structurally safe with safety margins over zero because the calculated stress values were at or below the yield strength level. Therefore, two connection members were determined to be able to use for repair under the condition that the aircraft operated within the design limit load. The results of this study would be very useful if the same defect occurs in long-term aircraft operated by the ROK Air Force.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제1권2호
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• pp.27-36
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• 2007

The Damage Tolerant Design is developed to help alleviate structural failure and cracking problems in aerospace structures. Recently, the Damage Tolerant Design is required and recommended for most of aircraft design. In this paper, the damage tolerant design is applied to tilt rotor UAV. First of all, the fatigue load spectrum for the tilt rotor UAV is developed and fatigue analysis is performed for the flaperon joint which has FCL (fatigue critical location). Tilt rotor UAV has two modes: helicopter mode when UAV is taking off and landing; fixed wing mode when the tilt rotor UAV is cruising. To make fatigue load spectrum, FELIX is used for helicopter mode. TWIST is used for fixed wing mode. Fatigue analysis of flaperon joint is performed using fatigue load spectrum. E-N curve approach is used for picking crack initiation point. The LEFM(Linear Elastic Fracture Method) is considered for analyzing crack growth or propagation. Finally, including the crack initiation and propagation, the fatigue life is evaluated. Therefore the Damage Tolerant Design can be done.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권3호
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• pp.38-44
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• 2018

군용항공기는 다양한 임무의 수행을 통한 비행시간 누적과 예상 불가능한 외기 환경에 의한 복합적인 요인으로 구조적으로 취약한 부위에서 피로균열이 발생할 수 있다. 피로 균열은 점차 진전되어 극심한 경우 해당 구조가 파괴될 위험이 있으며 이는 비행 안전성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 항공기 주익과 동체의 연결부위를 보호하기 위해 장착한 페어링 내부의 지지대에서 주기검사 중 균열 현상을 개선하기 위한 일련의 품질개선에 관한 연구를 수행하였다. 균열의 원인파악을 위해 주익 조립 공정에 따른 예하중 발생 여부에 대해 조사하고 파단면 분석을 수행하였다. 또한, 균열의 재발방지를 위해 지지대의 설계를 개선하는 방안을 제시하였고, 응력 및 피로 수명해석을 통해 구조 건전성을 검증하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.274-278
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• 2007

The purpose of this study is to analyze the important loads related with crack-growth in aircraft. Al Alloys mainly used in aircraft are Al2024 and Al7075 in Duralumin. In random fatigue loading, it has been understood crack-growth characteristic using fractured surface photograph by SEM. In order to obtained CTOD, we measured a crack size in wing frame part. As a result of fatigue experiment that accumulating plenty of fatigue loadings, we find more cracks than that produces in the same fatigue loading. The important loads relating to crack-growth was found in the largest strain cycle. Applying strain block in fatigue experiment, it is actually loading in connection of aircraft. In conclusion, These results can be used for preventing an accident owing fatigue-fracture in aircraft.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권6호
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• pp.553-564
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• 2019

This paper presents experimental results of rock-concrete bi-material discs under cyclically diametrical compression. It was found that both specimens under cyclical and static loading failed in three typical modes: shear crack, tensile crack and a combined mode of shear and wing crack. The failure modes transited gradually from the shear crack to the tensile one by increasing the interface angle between the interface and the loading direction. The cycle number and peak load increased by increasing the interface angle. The number of cycles and peak load increased with the interface groove depth and groove width, however, decreased with increase in interface groove spacing. The concrete strength can contribute more to the cycle number and peak load for specimens with a higher interface angle. Compared with the discs under static loading, the cyclically loaded discs had a lower peak load but a larger deformation. Finally, the effects of interface angle, interface asperity and concrete strength on the fatigue strength were also discussed.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권1호
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• pp.28-35
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• 2020

본 논문은 회전익 항공기의 동체에 특정 장비를 장착하기 위한 지지 구조물에서 균열이 발생하여 이를 개선하기 위한 목적으로 수행한 연구이다. 회전익 항공기 동체의 스킨(Skin) 구조물에 추가된 지지 구조물인 더블러(Doubler)는 개발 단계에서의 하중을 기반으로 설계 및 제작 되었으며, 항공기 운용 중 특정 시점에 더블러의 표면에서 균열이 발견되었다. 균열의 원인을 찾기 위해서 장비 장착 시 체결 조건으로 발생할 수 있는 원 구조물의 초기 변형을 고려하고, 항공기 날개 통과 주파수와 해당 구조물의 고유 주파수를 동특성 해석 조건으로 고려 하였다. 이러한 시나리오의 검토 결과로 초기 변형을 유발하는 패스너 체결 부위의 물리적인 틈(Gap) 제거를 위한 심(Shim)구조물을 추가하고, 두께가 보강된 더블러를 장착하였다. 개선된 설계의 구조적 검증을 위한 동특성 해석 결과를 검토하여 구조 강도의 증가를 확인하고, 더블러에 대한 피로 평가 수행을 통해 항공기 요구 수명 조건 또한 충족함을 확인하였다.