• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1027-1035
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• 2016

내식성과 기계적 성능이 우수한 316L 스테인리스 강의 저주기 변형률제어 피로시험에서 3가지 변형률진폭과 3가지 변형률비의 조건이 피로수명에 미치는 효과를 분석하였다. 낮은 변형률범위에서 곡선이 거의 중첩되는 Masing 거동이 나타나고, 높은 변형률범위에서 비선형거동 응력범위가 서로 크게 벗어나는 non-Masing 거동과 함께 평균응력의 감소가 나타났다. 소성 변형률에너지를 이용하여 저주기 피로수명을 예측하고 non-Masing 거동을 고려한 수명예측 방법의 정확성 여부를 검토하였다. 각각의 변형률진폭과 변형률비의 조건에서 초기 수 사이클 동안 반복경화 현상 후 장시간동안 점진적으로 낮아져 연화하다가 파괴 되었다. 저사이클 피로수명을 정확히 예측하기 위해서는 변형률진폭에 따라 Masing 및 non-Masing 거동을 구분하고, 이를 반영한 수명예측식을 적용해야 함을 알았다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.137-145
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• 2003

본 연구에서는 국산 PS 강봉의 직경, 반복최소응력 및 반복최대응력 등을 실험변수로 하여 직접 인장 피로실험을 수행하였다. 정적 인장실험 결과, 국산 PS 강봉의 응력 - 변형률 곡선과 극한강도 등을 얻었다. 또한, 피로실험에서의 특징적인 실험결과는 PS 강봉의 직경은 피로 수명에 중요한 인자가 아니며, 반복 최소응력의 크기는 국산 PS 강봉의 피로수명에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 피로실험결과를 통계 분석하여 PS 강봉의 응력 범위 및 반복 최소응력 등을 변수로 하는 피로강도 예측식을 제안하였다. 피로실험 중, 시편중앙에 설치한 Extensometer를 이용하여, 변형률의 변화를 측정하였으며, 측정된 변형률 변화현상에서 탄성계수의 변화현상을 구하였다. 변형률 증가현상은 3단계의 형태 즉, 초기에 급격한 증가 후 서서히 증가하며 파괴 직전에 급격하게 증가하는 형태로 나타났다. 탄성계수의 변화현상은 변형률 변화현상과 유사하게 감소하는 것으로 나타났으며 응력수준은 탄성계수 변화에 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.

• Elastomers and Composites
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• 제42권4호
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• pp.209-216
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• 2007

가변진폭 하중에서 고무부품의 피로수명 예측방법에 대하여 연구하였다. 서로 다른 변위에서 변위제어 피로시험을 수행하였으며 피로손상변수로 최대 Green-Lagrange 변형률을 선정하였다. Green-Lagrange 변형률에 의한 고무의 피로수명 곡선은 3차원 덤벨시편의 비선형 유한요소법을 이용하여 결정하였다. 피로수명 예측을 위하여 가변진폭 하중이력으로 SAE의 하중이력을 이용하였다. 레이스트랙법과 단순화된 레인플로집계법을 이용하여 하중이력신호를 축약하였다. 누적손상피로를 계산하는 방법으로 수정Miner 법칙을 이용하였으며, 최종적으로 하중이력신호에서 최대 진폭의 30% 이하를 노이즈로 간주하여 예측하였을 경우의 피로수명은 실제 가변진폭 하중 하에서의 피로시험결과와 비교적 잘 일치하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권7호
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• pp.911-917
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• 2010

본 연구에서는 열적-기계적 주기하중을 받고 있는 엔진 배기매니폴드에 대해서 열응력 해석방법과 열피로수명 예측과정을 제시하였다. 즉, 파손현상이 복잡한 배기시스템의 효율적인 유한요소 모델링 방법과 온도 의존성 재료의 시험결과를 이용한 해석 데이터 구성, 그리고 열사이클 하중에 대한 열응력 및 파손 예측방법을 디젤엔진의 배기매니폴드에 대해서 나타내었다. 일반적으로 배기매니폴드의 파손 취약부에서는 고온영역에서 큰 압축소성변형이 발생하고 냉각시에는 인장의 잔류응력이 나타난다. 따라서 이같은 응력과 변형률의 이력곡선으로부터 소성변형의 진폭 또는 소성에너지의 크기를 얻을 수 있으며 이를 통해서 피로수명을 예측할 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제9권2호
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• pp.112-122
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• 1995

In this work, prediction of fatigue life and fatigue crack growth are studied. 4th order polynominal function is presented to describe the crack growth behaviors from artifical pit of SM45C steel. Crack growth curves obtained from 4th order polyminal growth equations are in good agreement with experimental data The crack growth behaviors at arbitrary stress levels and investigated by the concept of elastic-plastic fracture mechanics using ${\Delta}J$. Fatigue life prediction are carried out by numerical integral method. Prediction lives obtained by proposed method in this study, is in good agreement with the experimental ones. Life prediction results calculated by using of ${\Delta}J$ better than those of ${\Delta}K$.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.354-359
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• 2014

이 연구의 목적은 혼화재 다량 치환 경량 및 보통중량 콘크리트의 압축 피로 특성 평가이다. 사용된 결합재는 시멘트 30%, 플라이애쉬 20%, 고로슬래그 50%이다. 콘크리트의 설계 압축강도는 40MPa 이다. 반복하중은 최대 응력비가 정적 콘크리트 압축강도의 75%, 80% 및 90%와 최소 응력비가 정적 강도의 10% 범위에서 1Hz의 속도로 가력하였다. 실험결과 혼화재 다량 치환 경량콘크리트의 피로수명은 혼화재 다량치환 보통중량 콘크리트에 비해 다소 낮았다. 최대응력에서의 피로변형률 값은 피로수명의 약 90% 이후부터 정정 응력-변형률 곡선의 하강부와 교차하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.477-486
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• 1986

본 연구에서는 SM20C를 모재로 하여 입경의 크기가 다른 3종의 복합조직강을 제작 동일한 분위기에서 저 및 고사이클 전영역에 걸쳐 피로특성을 검토하고져 한다. 제일보는 그 중 저사이클특성에 대한 보고이다. 일반적으로 저사이클 피로현상은 재 료가 탄소성 상태하에서 전위, 미소크랙, 보이드(void) 등의 인자가 복합적으로 작용 하여 발생함으로 변형률속도, 제어파형, 온도, 시험방법 및 분위기에 따라 많은 영향 을 받는다. 따라서 본 연구에서는 두가지 실험방법을 사용, 응력-변형율거동을 검토 복합조직강의 피로특성과 입경크기가 피로거동 및 강도에 미치는 영향을 비교 고찰하 였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.1192-1202
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• 1994

Fatigue behavior and life prediction were presented for thermal-mechanical and isothermal low cycle fatigue of 12Cr forged steel used for high temperature applications. In-phase and out-of-phase thermal-mechanical fatigue test at 350 to 600.deg. C and isothermal low cycle fatigue test at 600.deg. C were conducted using smooth cylindrical hollow specimen under strain-control with total strain ranges from 0.006 to 0.015. Cyclic softening behavior was observed regardless of thermal-mechanical and isothermal fatigue tests. The phase difference between temperature and strain in thermal-mechanical fatigue resulted in significantly shorter fatigue life for out-of-phase than for in-phase. The difference in fatigue lives was dependent upon the magnitudes of inelastic strain ranges and mean stresses. Increase in inelastic strain range showed a tendency of intergranular cracking and decrease in fatigue life, especially for out-of-phase thermal-mechanical fatigue. Thermal-mechanical fatigue life prediction was made by partitioning the strain ranges of the hysteresis loops and the results of isothermal low cycle fatigue tests which were performed under the combination of slow and fast strain rates. Predicted fatigue lives for out-of-phase using the strain range partitioning method showed an excellent agreement with the actual out-of-phase thermal-mechanical fatigue lives within a factor of 1.5. Conventional strain range partitioning method exhibited a poor accuracy in the prediction of in-phase thermal-mechanical fatigue lives, which was quite improved conservatively by a proposed strain range partitioning method.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.1085-1090
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• 2011

철도차량의 안전성을 확보하기위해서는 견인성능 및 속도의 변동성을 고려하여 감속기의 피로해석에 관한 연구를 수행하는 것이 중요하다. 본 논문은 고속철도차량 감속기 기어의 변동하중하에서 피로파괴에 대하여 준정적 유한요소해석과 선형 Miner's Rule에 의한 내구성해석을 수행하였다. 해석을 위한 변동하중이력은 열차견인성능곡선과 상업운전조건에서 운전선도를 기초로 MSC.ADAMS의 동역학 해석에 의하여 구축하였다. 또한 감속기 피로수명은 기어표면의 침탄부 효과를 고려한 유한요소모델을 사용하여 변형률-수명접근법에 의하여 예측하였다. 해석결과로부터 급출발에 의한 빈번한 높은 기동토크와 정차역수의 증가는 철도차량 감속기 기어수명을 감소시킴을 알 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1-6
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• 2007

The membrane type LNG(Liquefied Natural Gas) cargo containment system is a special design structure for the large deformation behavior at LNG temperature$(-162^{\circ}C)$. The design of membrane is required great confidence so that membrane can plat role in the tightness of flammable fluid storing. LNG cargo containment is loaded and unloaded LNG between twice and five times in a week. During this process, the membrane has large deformation behavior due to the variation of temperature and pressure to the self weight. In this study, the evaluation of the fatigue strength of membrane is very important to determine the design life of LNG storage tank and to evaluate the mechanical properties at the LNG temperature. Also, in the view point of large deformation, the evaluation method is applied conservatively $\epsilon-N_f$ curve of SUS 304L.