• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권4호통권41호
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• pp.409-416
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• 1999

반복하중을 받는 용접구조물의 피로수명 추정에 있어서 파괴역학을 이용한 피로균열 진전해석방법은 매우 유용하다. 휨응력을 받는 바닥강판의 피로균열 진전해석 문제에서는 균일한 축하중 하에서의 피로균열 진전해석 절차를 동일하게 적용할 수 있다. 본 연구에서는 휨응력하에서 피로균열 진전수명을 계산하는 방법을 제시하고 2차원 균열 문제에서의 피로균열 진전을 다루었다. 수치적으로 계산된 균열진전은 균열길이가 증가함에 따라 피로균열의 진전속도가 점차 감소하고 실험결과와 잘 일치하였다. 피로 수명은 초기균열길이와 균열형상에 따라 달라짐을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.921-927
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• 1989

본 연구에서는 피로 균열의 진전 특성 및 표면 균열과 같은 3차원 균열의 진전 특성에 나타나는 재질 열화의 영향, 열화와 피로 파괴 형태의 관계, 균열진전 속도의 분산(scattering)과 열화의 관계등에 주목해서 열화재와 회복재의 2종류의 재료를 사용해, 피로 시험에 의한 균열진전의 실험적 특성을 고찰하였다. 또한, 저자들의 종래 관통 균열 진전 특성에 대한 연구 결과를 응용해서 열화와 균열진전의 확률특성을 고려한 표면균열 진전에 대한 시뮬레이션(simulation)을 행해서 피로 수명 예측에 미치는 열화의 영향에 대해 검토해 보았다.

• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권11호
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• pp.1245-1256
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• 2014

피로균열 진전거동은 내재적, 외재적 요인에 의하여 시간 경과에 따라 많은 변동을 보인다. 감마과정 모델을 포함하여 연속적, 점진적 그리고 단조롭게 진전하는 피로균열 진전거동의 불확실성을 모사하기 위한 열화모델을 고찰하였다. Lu와 Meeker의 피로시험 자료에 감마과정 모델을 적용하여 시간에 따라 확률적으로 변동하는 피로균열 진전거동을 예측하였다. 피로균열 진전에 관한 상태저하와 수명을 시간에 따라 형상이 변화하는 확률분포 곡선으로 표현하였으며 비대칭도와의 관계로부터 기대수명으로 중위수의 적용이 적절함을 확인하였다. 최적 교체주기와 백분위 수명에 관한 고찰로 감마과정 모델이 예방정비을 위한 정책판단 기준으로 활용할 수 있음을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제26권2호
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• pp.79-84
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• 2013

본 연구에서는 적층판 시편의 피로손상 균열진전 시험결과와 적층보강판 구조의 응력강도 해석결과를 기초로 충격손상을 모사한 원공과 노치손상을 내재한 보강재 본딩접합 적층보강판 구조의 피로손상 균열진전 수명예측에 대하여 고찰하였다. 그리고 적층보강판 구조시편에 대한 손상허용 시험결과와 손상진전 수명예측 해석결과를 비교분석한 결과 손상균열 길이 변화에 따라 최종파단에 대한 잔여강도를 예측하고 손상허용성 평가를 할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.129-136
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• 2018

대형 용접 구조물에 대한 피로설계 수명의 예측은 일반적으로 Palmgren Miner과 등가손상도 방법 또는 선형누적손상도 방법을 사용한다. 또한 용접 구조물에서 피로 균열이 발생되면 잔존 수명은 S-N 곡선과 선형 파괴역학에 기초하여 예측되고 있다. 본 연구에서는 면외거셋 용접이음의 3차원 피로균열 진전거동과 피로수명을 예측하기 위하여 피로 시험을 실시하였다. 면외거셋 용접이음의 3차원 피로균열진전해석은 NX NASTRAN 및 FRANC3D를 이용하여 유한요소 해석을 실시하였다. 면외거셋 용접이음의 균열 형상비, 초기균열 크기 및 응력비에 미치는 영향을 검토하기 위하여 피로균열진전 해석을 실시하였다. 또한 초기균열크기, 균열 형상비와 응력비의 변화에 따른 3차원 피로균열진전 해석 결과와 피로시험결과를 비교하였다. 피로균열진전 해석결과, 피로균열 진전속도와 응력확대계수와의 관계에서 피로시험과 유사하게 나타남을 확인하였으며, 면외거셋 용접이음의 피로수명을 추정할 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1583-1591
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• 1990

본 연구에서는 결함체의 정도 높은 수명 예측을 하기 위한 기초연구의 일환으 로서 다수의 피로 실험을 통한 다수의 실험 데이터로부터 확률 통계학적 방법을 적용 해서 피로 균열의 발생, 진전 및 파단 특성의 정략적인 파악을 수행하여, 수명예측 및 신뢰성 평가를 위한 시스템에 도입함으로써 실제 구조물의 수명예측에 적용하고자 한 다. 피로 균열의 발생 및 파단수명의 통계적 분포특성과 수명예측에 관해서는 제2보 등에서 보고할 예정이다.

• Composites Research
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• 제17권4호
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• pp.68-73
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• 2004

본 논문에서는 한 쪽 면만 복합재 패치로 보강한 알루미늄 균열평판의 피로균열 진전거동을 해석적인 방법으로 고찰하였다. 한쪽 면 보강 시, 균열선단은 비대칭성과 면 외 굽힘의 효과로 인하여 초기의 직선형태에서 경사곡선형태로 진전한다는 사실을 이전의 연구견과에서 확인할 수 있다. 따라서 정확한 피로거동을 고찰하기 위하여는 이와 같은 균열선단의 변화과정을 예측하고, 이론 해석에 반영하는 것이 필수적이라 하겠다. 본 연구에서는 균열선단 전개형상을 고려한 한쪽 면 보강시의 피로해석을 수행하기 위하여 선형탄성 파괴역학개념을 적용한 3차원 순차적 유한요소 해석기법을 적용하였는데, 이를 통하여 진전하는 균열선단 형상을 단계적, 반복적으로 추적하고 해석모델에 반영하였다. 이와 같은 해석기법을 적용함으로써 패치보강 평판의 피로수명은 물론 균열선단 진전과정도 정확히 예측할 수 있었다. 해석으로 얻어진 균열선단 진전거동 및 피로수명은 상응하는 실험결과와 잘 일치함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권8호
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• pp.1536-1544
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• 1992

본 연구에서는 축하중 부하의 경우 위에서 언급한 표면균열의 진전특성에 대 한 저자들의 연구결과를 이용하면 비교적 간단하게 표면 균열의 진전거동을 예측할 수 있으리라 기대되어 균열진전거동 예측 방법을 제시하고 이 방법의 타당성을 검토하였 다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.35-42
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• 2008

원자력발전소에서는 열교환 파이프에서 발생하는 열피로 균열을 비파괴 탐상장비를 이용하여 조기에 발견하는 것이 안전을 위해 매우 필요하며, 따라서 이를 모사한 인공균열시편 제작에 많은 노력을 기울이고 있다. 그러나 이러한 균열은 일반 기계가공으로 제작하는 것이 불가능하여 실제 조건과 유사한 열 반복하중 하에서 제작될 수밖에 없는데, 이를 위해 많은 시간이 소요된다. 본 연구에서는 크랙성장 시뮬레이션 기법을 이용하여 이러한 균열 제작시간을 단축하기 위한 최적의 열하중 조건을 찾고자 하였다. 이를 위해 임의조건에서 시뮬레이션 및 열피로균열 발생 기초실험을 수행하여 균열 초기수명과 진전수명을 검증하였고, 이를 바탕으로 다양한 가열 및 냉각시간을 시뮬레이션 함으로써 제작시간을 최소화하는 열하중 조건을 구하였다. 시뮬레이션에서는 응력해석을 위해 상용 소프트웨어 ANSYS를 초기균열수명 계산을 위해 수치계산용 소프트웨어 ZENCRACK을 이용하여 코딩을 균열진전수명 평가를 위해 ZENCRACK 소프트웨어를 이용하였다. 그 결과 1mm 균열 제작에 소요되는 시간은 초기의 418시간에서 319시간으로 24% 단축되는 것으로 예측되었다.