• 비파괴검사학회지
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• 제19권2호
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• pp.129-144
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• 1999

플랜트와 같은 장치산업은 내구성 구조물이므로 사용중에 열화가 발생하는 것은 필연적이다. 특히 고온, 고압의 부식환경하에서 사용되는 설비는 손상이 심하므로 가동중에 돌발적인 고장이 발생하여 플랜트의 가동을 중지하거나 파손사고가 일어나 생산손실은 물론 경우에 따라서는 안전사고의 발생, 환경오염 등 사회적인 문제를 일으키므로 이들 설비의 경년열화 실체를 충분히 이해하고 대책을 수립하는 것은 대단히 중요하다. 따라서 본고에서는 장치산업에서 발생하는 열화현상(재료의 연화, 경화 및 취화, 크리프, 피로, 부식, 마모 등)중 손상의 주류를 이루는 연화, 경화 및 취화, 크리프 피로에 대하여 기본적인 손상기구(damage mechanism)와 비파괴적 진단 및 평가 방법에 주안점을 두어, 현재 국내의 각종 플랜트 진단에 실용화된 기술을 해설하여 이 분야에 종사하는 관계자 여러분의 이해에 조금이라도 기여코자 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.35-35
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• 2000

터빈의 핵심구동부품은 손상이 누적되어 파괴에 이를 경우 치명적인 결과를 야기할 수 있기 때문에, 부품사용조건에서의 소성변형과 이에 따른 손상 누적을 정확히 예측하고 평가함으로써 균열생성 시점을 정확히 파악하여야 할 필요가 있다. 현재 터빈디스크와 같이 고온 고응력에서 사용되고 있는 소재부품의 수명은 궁극적으로 크리프변형과 피로시험의 공동작용으로 결정되며, 재료특성모델링 시험에 있어서도 dwell time 피로시험을 통해 dwell time 효과를 점검하고 점소성 재료변형에 근거하여 피로에 의한 변형 현상을 설명할 수 있다.

• 한국항공운항학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-10
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• 2010

Structures under high temperature may have creep behavior and fatigue behavior. Durability study of the structures need the damage analysis with the creep-fatigue effects. In this paper, the damage analysis is studied for a turbine blade in the turbopump for a liquid rocket engine which is operated under high temperature condition. First of all, the load cycle is required for defining the operational characteristics of turbopump. The thermal stress analysis is done for a turbine blade of the turbopump. The stress analysis results are used to judge damage due to the creep and the fatigue. The strain-life method with miner rule is used for fatigue damage analysis. The Larson-Miller parameter master curve and robinson rule are used for the creep damage analysis. The linear damage summation method is used to consider creep-fatigue effects of turbopump turbine. Finally, the analysis results for fatigue and the influence are compared to figure out the damage phenomenon of the turbopump turbine.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권12호
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• pp.3088-3095
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• 2000

Creep-fatigue crack growth behavior was experimentally measured particularly when a crack was located in the heat affected region of lCr-5Mo steel. Load hold times of the tests for trapezoidal fatigue waveshapes were varied among 0, 30, 300 and 3,600 seconds. Time-dependent crack growth rates were characterized by the $C_r$parameter. It was found that the crack growth rates were the highest when the crack path was located along the fine-grained heat affected zone(FGHAZ). Cracks located in other heat affected regions had a tendency to change the crack path eventually to FGHAZ. Creep-fatigue crack growth law of the studied case is suggested in terms of (da/dt)$_{avg}$ vs. ($C_t$)$_{avg}$ for residual life assessment.

• 폴리머
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• 제36권1호
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• pp.88-92
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• 2012

일정 하중에 지속적으로 노출되는 고분자의 장기간 사용을 위해서는 재료의 수명을 평가할 수 있는 가속화된 시험 방법이 필요하다. 반복 피로하중 시험법은 이러한 방법들 중 하나로 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 X-선 회절법을 이용하여 고밀도 폴리에틸렌의 반복 피로하중에 의한 구조적 변화와 크리프 변형을 비교하고자 하였다. 이를 위하여 별도의 인장시험기를 제조, X-선 회절기에 부착하여 장시간 변형 과정을 성공적으로 관찰하였다. 그 결과 크리프와 반복 피로하중 사이의 거시적이고 뚜렷한 차이에도 불구하고 결정화도, 결정크기 및 면간거리와 같은 결정의 미세구조는 두 방법에서 거의 동일하게 관찰되었다. 그러나 항복점 전(BYP), 항복점(YP) 그리고 항복점 후(AYP)로 각각 변형시킨 후 시험한 시료의 경우 AYP와 다른 두 시료간 뚜렷한 구조적 차이를 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.274-279
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• 2001

Creep-fatigue crack growth behavior was experimentally measured particularly when a crack was located in the heat affected region of 1Cr-0.5Mo steel. Load hold times of the tests for trapezoidal fatigue waveshapes were varied among 0, 30, 300 and 3,600 seconds. Time-dependent crack growth rates were characterized by the $C_t$-parameter. It was found that the crack growth rates were the highest when the crack path was located along the fine-grained heat affected zone(FGHAZ). Cracks located in other heat affected regions had a tendency to change the crack path eventually to FGHAZ. Creep-fatigue crack growth law of the studied case is suggested in terms of $(da/dt)_{avg}$ vs. $(C_t)_{avg}$ for residual life assessment.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1185-1191
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• 2014

가스터빈 블레이드는 증기터빈 블레이드와 달리 냉각홀 및 냉각유로를 포함한 복잡한 형상으로 되어 있으며 복합화력의 운전특성에 따라 반복적이거나 지속적인 열-기계 하중 조건 하에서 운전된다. 따라서 블레이드는 운전시간에 따라 균일하지 못한 온도 분포나 응력 분포를 보이며, 이는 크리프나 열-기계피로 손상을 유발하며, 결국 가스터빈 블레이드의 수명을 단축시킨다. 결국 다양한 운전 조건에 따라 발생하는 응력을 정확하게 계산하는 것은 설비의 신뢰성을 보장하고 나아가 블레이드와 같은 고온 부품의 정확한 수명을 평가하는데 무엇보다 중요하다. 최근 들어 컴퓨터 기능이 좋아지고 상용 소프트웨어의 성능이 향상되어 실증 시험에 대한 대안으로 유동, 열 및 구조해석을 연결하는 전산해석이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 가스터빈 실 운전조건을 고려하여 유동-열-구조 해석 기법을 연계하는 유체-구조 연성해석을 통해 블레이드 온도 및 응력분포를 계산하였다. 또한 해석 결과를 토대로 대표적인 손상기구인 크리프 및 열-기계 피로 손상 모델을 이용하여 블레이드의 수명을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.765-770
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• 2017

Ni기 초내열합금인 GTD111 DS는 가스터빈 블레이드에 사용된다. 본 논문에서는 실제 운전조건과 유사한 조건을 설정하여 GTD111 DS의 저주기 피로시험을 실시하였다 상온, $760^{\circ}C$, $870^{\circ}C$의 온도범위와 다양한 변형률에서 저주기 피로시험을 수행하였다. 실험결과 총 변형률이 증가함에 따라 피로수명은 감소하였다. 상온 및 $760^{\circ}C$에서는 주기적 경화반응이 나타났으며 $870^{\circ}C$에서는 주기적 연화반응이 나타났다. $870^{\circ}C$에서 응력완화 현상은 유지시간에 따른 크리프의 영향으로 나타났다. 피로수명과 총 변형률의 관계는 Coffin-Manson 식을 통해 얻었다. 파단면은 SEM을 통해 초기균열 및 피로진전지역을 관찰하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제13권12호
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• pp.70-77
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• 1996

Fatigue tests were carried out at high temperature on a Cr-Mo-V steel in order to assess the fatigue life of components used in power plants. The characteristics of high temperature fatigue were divided in terms of cycle-dependent fatigue and time-dependent fatigue, each crack propagation rate was examined with respect to fatigue J-integral range, .DELTA. J$_{f}$and creep J-integral range, .DELTA. J$_{c}$. The fatigue life was evaluated by analysis of J-integral value at the crack tip with a dimensional finite element method. The results obtained from the present study are summarized as follows : The propagation characteristics of high temperature fatigue cracks are determined by .DELTA. J$_{f}$for the PP(tensile plasticity-compressive plasticity deformation) and PC(tensile plasticity - compressive creep deformation) stress waveform types, and by .DELTA. J$_{c}$for the CP(tensile creep- compressive plasticity deformation) stress waveform type. The crack propagation law of high temperature fatigue is obtained by analysis of J-integral value at the crack tip using the finite element method and applied to examine crack propagation behavior. The fatigue life is evaluated using the results of analysis by the finite element method. The predicted life and the actual life are close, within a factor of 2.f 2.f 2.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권2호
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• pp.365-373
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• 2002

For gas turbine engines, the safe life methodology has historically been used fur fatigue life management of failure critical engine components. The safe retirement limit is necessarily determined by a conservative life evaluation procedure, thereby many components which have a long residual life are discarded. The objective of this study is to introduce the damage tolerant design concept into the life management for aircraft engine component instead of conservative fatigue life methodology which has been used for both design and maintenance. Crack growth data were collected on a nickel base superalloy which have been subjected to combined static and cyclic loading at elevated temperatures. Stress analysis fur turbine disk was carried out. The program for computing creep-fatigue crack growth was developed. The residual lifes of turbine disk component under various temperatures and conditions using creep-fatigue crack growth data were estimated. As the result of analysis, it was confirmed that retirement fur cause concept was applicable to the evaluation of residual life of retired turbine disk which had been designed based on the conventional fatigue life methodology.