• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.301-306
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• 2002

The characteristics of parameters for the probability distribution of fatigue crack growth lives by the non-Gaussian random process simulation method is investigated. In this paper, the material resistance to fatigue crack growth is treated as a spatial random process, which varies randomly on the crack surface. Using the previous experimental data, the crack length - the number of cycles curves are simulated. The results are obtained for constant stress intensity factor range conditions with stress ratio of R=0.2, three specimen thickness of 6, 12 and 18mm, and the four stress intensity level. The probability distribution function of fatigue crack growth lives seems to follow the 3-parameter Wiubull and shows a slight dependence on specimen thickness and stress intensity level. The shape parameter, ${\alpha}$, does not show the dependency of thickness and stress intensity level, but the scale parameter, ${\beta}$, and location parameter, ${\upsilon}$, are decreased by increasing the specimen thickness and stress intensity level. The slope for the stress intensity level is larger than the specimen thickness.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권9호
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• pp.853-860
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• 2017

본 연구는 균열 발생 및 전파단계에서 하중모드 II의 영향을 평가하기 위해 피로균열 하한계 영역의 혼합모드 I+II 하중을 통해 실험적으로 평가하였다. 균열 발생단계(Stage I)에서는 혼합모드상태에서 하중작용 각도(${\theta}$)가 증가할수록 모드 II 영향으로 인하여 낮은 하중에서 균열이 발생하고, 균열 전파단계 (Stage II)에서는 균열전파 속도는 감소하였다. 다단계 하중작용 각도변화에 따른 하중모드 II영향은 균열전파단계 실험을 통해 평가하였다. 혼합모드 I+II 하중 작용 시 작용각도 ($0^{\circ}{\rightarrow}{\theta}{\rightarrow}60^{\circ}$) 증가에 따라 피로균열전파속도는 감소하였으며 늦게 발생한 균열에서도 마찬가지로 감소하였다. 작용각도가 ${\theta}{\geq}75^{\circ}$ 범위에서는 하중작용각도 증가에 따라 피로균열전파속도가 증가하고 피로수명이 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.35.2-35.2
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• 2009

최근 전세계적으로 저탄소, 녹색성장으로 인하여 원자력발전이 주목받고 있다. 또한 에너지의 고효율로 인한 발전소의 설비가 대형화가 됨에 따라 발전소의 수명평가와 건전성평가가 중요해지고 있다. 일반적으로 구조물 내에 존재하는 균열의 크기와 형상을 파악하여 피로균열전파속도를 평가함으로써 건전성평가를 확인하고 있다. 그리고 고온, 고압에서의 피로균열전파속도는직류전위차 (Direct Current Potential Drop : DCPD)법을 사용하고 있다. DCPD법은 균열의 정밀한 측정방법으로써 측정시 오차가 발생하기 때문에 ASTM에서 제시된 incremental polynomial 법을 권고하고 있다. 따라서 본 연구에서는 피로균열전파전파속도의통계적처리를 통해서 합리적인 곡선을 구하여 건전성평가에 활용하고자 한다. 실험에 사용된 시편은 두께 5mm, 폭 25.4mm CT시편을 사용하였으며, 1mm의 예비균열을 주었다. 그리고 실험온도는 상온에서 실시 하였으며, 주파수는 10Hz를 주었다. 그리고 DCPD 측정을 위해 5A의 전류를 주었으며, 이때 측정된 전압값을 ASTM에 제시된 관계식에넣어 균열길이로 환산하였으며, 데이터처리는 ASTM에 제시된 incremental polynomial법을 기본적으로 사용하였다. 또한 ASTM에 제시된 2n+1을 이용하여 데이터의 수 n을 1~7 까지 변화를 주어 3~15 point 까지 데이터를 처리하여곡선을 제시하였다. 분석결과 $R^2$값이 1을 기준으로 했을 때 3~7 point 까지는큰 차이를 보이지 않았지만 9-point 이후부터는 $R^2$ 감소함을 알 수 있었다. 또한 적용된 데이터의수에 따라 피로군열전파속도 곡선에서 측정된 Paris law의 n값과 C 값은 큰차이를 보이지 않았다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.90-99
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• 2002

선체에 존재하는 균열의 전파거동을 해석하기 위해서는 응력강도계수의 추정이 그 전제조건이 되지만 현재까지 이러한 복잡 구조물에서 응력강도계수를 간편하게 계산하는 방법이 확립되어 있지 못하다는 점이 가장 큰 걸림돌이 되고 있다. 본 연구에서는 선체와 같이 부정정도가 매우 큰 복잡 구조물에서의 균열전파 거동을 추정하기 위한 전 단계로서 다양한 형태의 균열에 대한 응력강도계수를 용이하게 계산하기 위하여 무균열 상태에서의 응력해석 결과에 기초한 응력강도계수의 간이 추정법을 유도하고, 다른 연구자들의 실험 및 해석 결과와 비교하여 제안된 방법의 유용성을 검증하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.137-142
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• 2003

In this study, the propagation behavior of fatigue crack effected hole defects was investigated under mixed-mode I+II loading. To create mixed-mode stress field at crack tip, the compact tension shear (CTS) specimen and loading device were used in this tests. The propagation experiments of fatigue crack were performed by changing of the loading application angle(${\phi}$) and the distance(L) estimated from pre-crack tip to hole center located side by side by side with a pre-crack. As L changes, the variation for propagation aspect of fatigue crack, fatigue life and crack propagation rate were examined under mixed-mode loading. Under mixed-mode loading, the propagation rate of fatigue crack increased while the propagation direction changed dramatically because of the interference of hole defects.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.84-92
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• 2001

균열 개폐구 현상을 고려한 피로균열전파 해석 모델을 개발하였고, 그 내용은 동시 게재되는 김창욱등(2001)에서 상세히 기술하였다. 본 보에서는 전 보에서 개발한 전파모델의 변동하중 하에서의 거동을 검증하기 위하여 다양한 응력비 및 과대 및 과소 하중 이력 하의 유효응력 및 이에 기초한 균열전파수명을 계산하고, 이 계산 결과들을 이미 발표되어 있는 다른 논문들의 실험결과와 비교하였다. 계산결과들은 실험과 잘 일치하고 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제18권3호
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• pp.52-62
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• 1994

기계나 구조물 파괴의 대부분은 노치부를 기점으로 하여 발생하기 때문에 첨단복합재료를 노지부 재로서 안전하면서도 경제적으로 사용하기 위해서는 각종 조건하에 있어서 강도특성을 명확히 하는 것은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 노치를 갖는 복합재료를 이용하여 각종조건하에서 강도특성평가실험을 행하였으 며, 얻어진 결과를 종합하면 다음과 같다. (1) 첨단복합재료 노치재는 試驗片의 幾可學的 形狀과는 관계없이 노치반경 p만에 의해 결정되는 최대탄성응력 $\sigma_{max}$일정의 條件下에서 破t짧된다. (2) 破斷時 최소단면에서의 공칭응력 $\sigma_{c}$와 응력집중계수 $K_{t}$와의 관계에 있어서,$\sigma_{c}$의 값이 $K_{t}$의 증대와 더불어 떨어지고 있는 부분과, $K_{t}$와 관계없이 거의 일정하게 되고 있는 부분으로 나누어지는 現象은 노치재의 回轉굽힘 또는 인장압축파열에서 보여지는 현상과 外觀上 對應하고 있다. 즉, 정적파괴와 피로파괴는 파괴의 양상이 비슷하다 (3) PEN수지단체의 경우, 피로균열발생은 점발생적 피로균열이 최대탄성응력에 의해 지배되며, 노치에 만감하며,균열전파수명은전수명에 비해 상당히 짧다. (4) 단탄소섬유강화복합재료의 경우, 피로균열은 섬유端에 응력이 집중하기 때문에 일반적으로 섬유端에서 아주 빠른 시기에 발생하지만, 섬유가 피로균열진전에 대해 방해물로 작용하기때문에 아주 천천히 전파한다. (5) 短탄소鐵維는 피로균열발생에 대해서는 負의 강화작용 전수명의 극히 초기단계에 피로균열 발생을, 피로균열전파에 대해서는 正의 강화작용을 한다. (6) 단탄소섬유를 PEN에 강화함으로 인해 정적강도 보다 피로강도에 더 큰 강화효과를 초래했으며, 선형노치역학의 개녀은 첨단 복합재료의 강도평가에 대단히 유효했다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권3호통권70호
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• pp.387-396
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• 2004

본 연구에서는 강교량의 강상판에서 많이 사용되는 U리브 현장이음부에 대해 시공오차로 인한 단차의 영향을 조사하기 위해 실물 대모형에 대해 응력해석을 실시하였다. 또한 실물대모형 시험체를 제작하여 3점 휨 피로실험을 실시하였으며, 주사형전자현미경(SEM) 및 비치마크를 이용하여 피로균열 발생점 및 피로균열전파방향을 조사하였다. 실물대모형 모델에 대한 응력해석 결과, U리브의 하면 우각부에 응력이 크게 나타났으며, 단차가 커질수록 응력이 현저히 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 실물대모형 시험체에 대한 정하중 및 피로실험에서도 U리브 하면의 우각부에 응력이 크게 나타났으며, 단차가 크면 피로수명은 단축되고 단차가 적으면 피로수명은 길어졌다. 또한 파단면 조사결과, 피로균열은 모재측 루트부에서 발생하여 용접비드 표면측으로 전파되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.2465-2471
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• 2012

선박이나 심해저 해양플랜트와 같이 가혹한 해양환경에서 사용되는 강구조물에서 부식피로는 설계수명과 관련하여 해결을 요하는 중요한 문제이다. 본 연구에서는 전기방식중 과도한 전기방식이 부식피로균열 전파거동에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 근래 사용이 확대되고 있는 고장력 TMCP에 대하여 합성해수중 -950mV vs. SCE의 과방식 인가전압 환경에서 부식피로균열 전파시험을 실시하고 da/dN-${\Delta}K$ 선도를 구하였다. 이 선도에서 저 ${\Delta}K$ 영역에서는 해수중 전파속도보다 빠른 균열전파속도를 나타내었으나, 고 ${\Delta}K$영역으로 갈수록 해수중 보다 늦은 균열전파속도를 나타내었다. 부식피로균열 전파속도에 영향을 미치는 인자로서 가속요인과 감속요인으로 나누고 각각 수소기체와 석회질생성물의 역할에 대하여 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1669-1674
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• 2012

일반적인 고무 부품의 해석적 피로 수명 예측은 다양한 피로시험 결과를 바탕으로 정의되는 피로 수명식이 사용된다. 그러나, 이와 같은 방식은 피로 시험에 사용되는 비용적, 시간적인 문제로 인해 설계과정에서 매우 제한적으로 사용된다. 더욱이, 고무재료의 비규격화 및 임의적인 특성변화가 피로시험 결과의 데이터베이스화를 어렵게 만든다. 본 논문에서는 찢김에너지를 이용한 또다른 피로수명 예측 방식을 제안하였다. 자동차용 방진고무들에 대한 동적, 정적 찢김시험 및 복잡한 형상을 갖는 고무 부품의 찢김에너지를 계산하기 위하여 가상 결함을 고려한 유한요소 정식화를 수행하였다. 제안된 방법을 사용하여, 자동차용 모터 마운트의 피로 수명을 예측해 보았고, 실제 수명과 예측된 수명을 비교하여 신뢰성을 검증해 보았다.