• 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.

• 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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.181-184
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• 2008

오스테나이트 계열 스테인리스강의 경우 뛰어난 내열성으로 인해 가스 터빈 블레이드나 디스코 등으로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 터빈 블레이드로 사용되는 316 스테인리스강의 고온 인장 및 저주기 피로 물성을 실험적으로 구하였다. 실험 결과 탄성계수와 항복강도, 최대인장강도 모두 온도 증가에 따라 감소하는 것으로 확인되었다. 소성변형률 진폭, 소성변형률 에너지 등의 인자들이 피로파괴에 미치는 영향도 조사하였다. 실험을 통해 얻어진 고온 인장 물성을 이용하여 316 스테인리스강으로 제작된 가스터빈 블레이드의 구조해석을 수행하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.139-145
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• 2007

This paper presents the low cycle thermal fatigue of the engine exhaust manifold subject to thermomechanical cyclic loadings. The analysis includes the FE model of the exhaust system, temperature dependent material properties, and thermal loadings. The result shows that at an elevated temperature, large compressive plastic deformations are generated, and at a cold condition, tensile stresses are remained in several critical zones of the exhaust manifold. From the repetitions of thermal shock cycles, plastic strain ranges could be estimated by the stabilized stress-strain hysteresis loops. The method was applied to assess the low cycle thermal fatigue for the engine exhaust manifold. It shows a good agreement between numerical and experimental results.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.625-632
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• 2008

동반논문(모델개발)에서는 특별철골모멘트골조의 강접합 보-기둥 접합부의 회전능력을 예측하기 위한 해석모델을 제안하였다. 본 논문에서는 접합부 회전능력 기준으로 두 개의 극한상태를 고려하였다. 첫째, 보 단면의 국부좌굴로 인해 공칭소성강도까지 강도저하가 발생하였을 때를 회전능력으로 보는 강도저하 극한상태를 고려하였다. 둘째, 큰 진폭의 변형이 몇 번 반복 후에 좌굴된 플랜지에서 소성변형률 축적으로 야기 되는 저주기 피로 파단을 극한상태로 고려하였다. 두 극한상태까지 제안한 모델을 이용하여 단조증가하중 및 반복하중하에 일련의 해석을 수행하였다. 실무설계에서 사용되는 범위안의 다양한 H-형강 보를 모델링한 후, 플랜지 및 웨브 폭-두께비와 같은 보 단면의 기하학적 변수가 WUF-W 접합부의 회전능력과 저주기 피로수명에 미치는 영향을 관찰하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권11호
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• pp.1856-1863
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• 2003

Overlay model had several advantages to describe hysteretic behavior of material and showed good capability for many engineering materials. However, this model is only applicable to material obeying Masing postulate. Some materials such as 316L stainless steel do not follow Masing postulate and show cyclic hardening(or softening) and strain range dependence. Low cycle fatigue tests of 316L stainless steel at 600$^{\circ}C$ were performed to investigate the characteristics of cyclic behavior of non-Masing material. From all tests cyclic softening was observed. There were differences in elastic limit of hysteresis loop according to applied strain range. To consider these features, modified overlay model was developed. Yield stresses of subelements were divided into isotropic and anisotropic part to describe the non-Masing behavior. The plastic strain range memorization was introduced to consider the strain range dependence. The prediction using modified overlay model showed a good accordance to actual hysteresis loops.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권10호
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• pp.1603-1611
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• 2004

The validity of 'modified overlay model' to describe the cyclic behavior of annealed 316L stainless steel at room temperature was investigated. Material parameters(~f$_{i}$, m$_{i}$b, η, E) fur the model were obtained through constant strain amplitude test. The strain amplitude dependency of elastic limit and cyclic hardening, which were the characteristics of this model, were considered. Eight subelements were used to describe the nonlinearity of the hysteresis loops. The calculated hysteresis curve in each condition (0.5％, 0.7％, 0.9％ train amplitude test) was very close to the experimental one. Two tests, incremental step test and 5-step test, ere performed to check the validity of 'modified overlay model'. The elastic limit was saturated to the one of the highest strain amplitudes of the block in the incremental step test, so it seemed to be Masing material at the stabilized block. Cyclic hardening was successfully described in the increasing sequence of the strain amplitude in 5-step test. But, the slight cyclic softening followed by higher strain amplitude would not be able to simulate by'modified overlay model'. However, the discrepancy induced was very small between the calculated hystereses and the experimental ones. In conclusion,'Modified overlay model'was proved to be appropriate in strain range of 0.35％~ 1.0％..0％.