• 한국지반신소재학회논문집
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• 제2권3호
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• pp.39-46
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• 2003

국내 도로포장의 주요 파손형태는 주변환경 및 반복교통하중 조건에 의한 소성변형, 피로균열, 반사균열, 온도균열 등이 있는데, 포장이 설계수명에 도달하기 이전에 주로 발생하며 이로 인한 도로포장의 유리관리에 막대한 국가예산이 낭비되고 있는 실정이다. 본 연구는 토목섬유를 보강한 아스팔트 포장 시스템을 평가하는 것으로 이를 위해 아스팔트 포장 소성변형에 대한 토목섬유의 보강효과를 분석하고자 휠트래킹 시험을 수행하였으며, 토목섬유 보강에 따른 토목섬유와 아스팔트 혼합물의 거동특성을 고찰하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.381-388
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• 2003

The material deficiencies in the form of pre-existing defects can initiated cracks and fractures. The stress distribution and fatigue crack initiation life of engineering materials may be associated with the size, the shape and the relative location of defects contained in the component. The objective of this study is to investigate the effect of arbitrarily located hole defect around the rivet hole of a wing section in monolithic aluminum and Al/GFRP laminates under cyclic bending moment during a service load. The stress distribution and the fatigue crack initiation behavior near a rivet hole of on the relationships between stress concentration factor ($K_t$) and relative position of defects were considered. The test results indicated the features of different stress field. Therefore, the stress concentration factor ($K_t$) and the fatigue crack initiation behavior was illustrated different behavior according to each position of hole defect around the rivet hole in monolithic aluminum and Al/GFRP laminates.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1163-1169
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• 2014

본 연구에서는 자동차 서스펜션 구조에 일반적으로 사용되는 용접부 형상에 대하여 굽힘 하중에 의한 피로수명을 예측할 수 있는 절차를 개발하였다. 이종 재료로 이루어진 실제 제품 용접 연결부의 피로수명 예측을 위해, 복잡한 형상의 제품을 단순화한 용접 시편을 설계하고 이에 대한 굽힘 피로 시험을 진행한 후 모멘트-피로수명(M-N) 선도를 제시하였다. 응력 집중에 의한 영향을 분석하기 위해 시편의 형상을 모델링 한 후 정적 하중에 대한 유한요소해석을 수행하여 균열 발생부의 응력을 구하고 응력-피로수명(S-N) 선도를 제시하였다. 유한요소해석을 통해 구한 응력과 이론 계산을 통해 구해준 응력을 이용하여 응력집중계수를 계산하였고, 응력집중부의 피로평가 방법 개선을 위해 보편적으로 사용되는 피로노치계수 평가법과 굽힘 피로 시험 결과를 비교 검토하였다. 그 결과, 이종 재질 용접 연결부의 정확한 피로 수명평가를 위해서는 기하형상을 고려한 피로노치계수 평가 분석뿐만 아니라 두 소재의 맞대기 용접 시편에 대한 피로 시험을 수행해 주어야 할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1119-1129
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• 2011

쇼트피닝(shot-peening) 처리를 한 베어링강의 고사이클 피로거동을 연구하였다. 열처리한 베어링강(JISSUJ2) 시험편과 열처리 후 쇼트피닝 표면가공을 추가한 시험편을 사용해 회전굽힘피로시험을 수행하고 파단 된 시험편의 파면을 분석하였다. 시험편의 피로파괴는 표면 결함에서 비롯된 표면 파괴와, 내부의 비금속개 재물에서 비롯된 내부형 파괴의 두 종류로 발생하였다. 내부 파괴의 경우 비금속 개재물 주변에 어안(fisheye) 모양의 파괴양식이 관찰되었다. 개재물은 표면으로부터의 깊이와 형상에 따라 피로 수명에 큰 영향을 주었다. 쇼트피닝 가공을 한 베어링강은 저사이클 하중영역 및 고사이클 하중영역에서 모두 피로수명이 향상되었으며, 하중이 작아질수록 피로수명의 개선은 더욱 커졌다. 또한 2 모수 와이블(Weibull) 분포를 이용하여 베어링강의 확률-응력-수명 (P-S-N) 곡선을 구하여 신뢰도 높은 피로수명 예측을 하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권12호
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• pp.1153-1157
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• 2013

증기터빈의 터빈 블레이드는 발전소 핵심설비 중 하나로, 로터의 디스크에 결합되어 회전함으로 써 증기 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜주는 역할을 하고 있다. 최근 터빈의 잦은 기동정지로 인해 블레이드 회전에 따른 원심하중이 반복적 작용하고 이에 따른 저압 증기터빈 최종단 블레이드의 손상이 자주 보고되고 있다. 본 논문에서는 터빈 블레이드에 발생되는 손상을 분석하여 블레이드에 발생되는 저주기 피로수명을 평가하였다. 증기터빈 최종단 블레이드의 균열발생 수명을 결정하기 위해 유한요소법으로 계산한 탄성응력에 Neuber's rule을 적용하여 진변형율 진폭을 계산하였으며, 예측된 수명과 블레이드 실제 기동정지횟수가 잘 일치됨을 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.93-101
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• 2022

국내 RC 슬래브교의 경우 공용연수가 20년 이상인 교량이 전체의 70% 이상을 차지하며, 노후화된 구조물의 수가 증가함에 따라 구조물의 안전 진단 및 유지관리의 중요성이 증가하는 실정이다. 고속도로 교량의 경우 바닥판 균열은 열화현상의 우선적인 원인이 되며, 교량 내구성 및 사용수명 저하에 밀접한 관계가 있다. 또한 신축이음과 교량받침 등의 부재 손상으로 인한 손상 발생 비율이 약 73%로 주부재보다 높다. 따라서 본 연구에서 교량 부재 손상과 바닥판 열화가 결합된 손상 시나리오를 정의하였다. 설계하중으로는 일교차를 고려한 온도 증감과 차랑햐중을 고려하여 개별 단일 손상 및 이종손상 시나리오 발생 시 바닥판 응력 분포와 최대 응력 발생 지점을 비교 분석하였다. 또한 바닥판 열화의 주요한 원인이 되는 균열의 점검 및 진단이력데이터 기반으로 공용연수 별 손상 시나리오에 대한 손상확산 분석 및 상태등급 예측을 수행하였다. 교량부재 손상이 동반되어 발생하는 이종손상의 경우 단일손상 대비 균열 면적율과 손상확산율이 증가되며, 상태등급 C에 도달하는 시기도 매우 빠를 것으로 예측된다. 따라서 교량부재 손상이 발생하였을 때, 신속한 보수 및 교체가 이루어지지 않으면 바닥판의 손상 발생과 손상 확산으로 인한 2차 피해를 유발하는 원인이 될 수 있다. 따라서 바닥판 응답에 대한 지속적인 관찰과 대응이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.466-473
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• 2017

콘크리트 구조물은 동일한 환경에 노출되었다 하더라도 하중특성과 콜드조인트 유무에 따라서 확산특성이 변화하고 이에 따라 내구수명이 변하게 된다. 본 연구에서는 기존의 선행연구를 분석하여 OPC 및 GGBFS를 사용한 콘크리트의 압축특성, 인장특성, 콜드조인트를 고려한 함수를 도출하였다. 경간 10.0m의 단순보를 가정하여 하중을 2.5kN/m에서 균열모멘트에 이르는 5.5kN/m까지 증가시키면서 내구수명을 평가하였다. 최대 하중에 이를 경우, 건전부 OPC 콘크리트의 경우 인장영역에서는 89.4%로, 압축영역에서는 101%로 내구수명이 변화하였으며, GGBFS 콘크리트의 경우 80.0%와 106%의 변화가 발생하였다. 콜드조인트의 경우 GGBFS를 사용한 콘크리트에서는 압축부에서는 82~80%로, 인장부에서는 69~61% 수준으로 크게 감소하였는데, 건전부의 확산계수가 OPC에 비하여 작지만 콜드조인트부의 확산성 증가가 상대적으로 크기 때문이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1243-1248
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• 2011

내부결함은 주조제품의 강도 및 피로 수명에 있어 상당한 영향을 미치기 때문에 주조공정에서 주요 관심사 이다. 일반적으로 내부결함은 응력집중을 발생시키며 균열의 시작점이 되므로 피로 수명과 같은 기계적 거동에 있어 수축공과 같은 결함을 이해하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 내부결함을 고려한 인장시편에 대해 피로시험을 수행하고 주조결함을 고려할 때의 특정하중피로노치 계수를 산정하였다. 실제 내부결함은 산업용 CT 장비를 통해서 확인하였으며 확인된 결함은 형상단순화법에 의해 타원체로 단순화 하고 응력해석과 피로해석을 수행하였다. 그 결과 우리가 제안한 방법이 기계적 거동에 있어 내부결함의 영향을 조사하고 피로수명 등을 예측함에 있어 유용함을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1181-1187
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• 2012

항공기 착륙장치의 피로설계에는 안전수명 방법이 적용된다. 즉, 균열이나 유해한 변형과 같은 구조적 결함이 항공기 운용수명 기간을 모사하는 피로 하중 스펙트럼 조건에서 발생하지 않아야 한다. 일반적으로 항공기 착륙장치는 고주기 피로 환경에 노출되므로, 설계 단계에서 착륙장치의 피로 수명은 응력 기반의 해석을 통해 예측한다. 이를 위해 재료의 분산(Scatter) 및 표면처리 특성 등을 고려한 설계 S-N 선도를 구성하여 해석에 사용한다. 시험평가 단계에서는 실물 착륙장치에 대한 피로시험을 통해 피로설계 요구조건 충족 여부를 최종 검증한다. 본 논문에서는 항공기 착륙장치의 피로수명 해석 및 시험절차를 실제 적용 사례를 통해 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권3호
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• pp.344-354
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• 2007

The objective of this study is to investigate the effect of arbitrarily located defect around the circular hole in the aircraft structural material such as Al/GFRP laminates and monolithic Al alloy sheet under cyclic bending moment. The fatigue behavior of these materials may be different due to the defect location. Material flaws in the from of pre-existing defects can severely affect the fatigue crack initiation and propagation behavior. The aim of this study is to evaluate effects of relative location of defects around the circular hole in monolithic Al alloy and Al/GFRP laminates under cyclic bending moment. The fatigue behavior i.e., the stress concentration factor($K_t$), the crack initiation life($N_i$), the relationship between crack length(a) and cycles(N), the relationship between crack growth rate(da/dN) and stress intensity factor range(${\Dalta}K$) near a circular hole are considered. Especially, the defects location at ${\theta}_1=0^{\circ}\;and\;{\theta}_2=30^{\circ}$ was strongly effective in stress concentration factor($K_t$) and crack initiation life($N_i$). The test results indicated the features of different fatigue crack propagation behavior and the different growing delamination shape according to each location of defect around the circular hole in Al/GFRP laminates.