• 한국가스학회지
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• 제4권4호
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• pp.25-33
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• 2000

최근 들어 가혹한 온도 및 압력조건에서 운전이 요구되는 고온배관들의 잔여수명예측은 상당히 중요한 관심사로 부각되고 있다. 이에 고온손상을 정량적으로 평가하여 설비를 안전하게 사용하기 위한 유지기술 및 수명평가 기술을 확보하는 것은 매우 중요하다. 한편 이러한 고온배관내 대부분의 균열은 반타원 표면균열의 형태로 형상화되어 파괴역학의 실제응용에서 발견할 수 있는 가장 복잡한 형상과 하중특성을 갖게 된다. 이를 배경으로 본 연구에서는 먼저 축방향 및 원주방향 반타원 표면균열이 존재하는 직관의 완전 3차원 유한요소망 자동생성 프로그램을 작성하였다. 이렇게 생성된 유한요소 입력자료를 이용하여 3차원 유한요소 해석을 수행하면 반타원 표면균열선단을 따른 고온 크리프 파괴 지배변수 $C^{\ast}$-적분값을 구할 수 있다. 또한 $C^{\ast}$-적분값에 준해 균열진전량을 계산하는 후처리 균열진전 모듈을 추가하여 사용자 편의 수명평가 프로그램을 개발하였다. 최종적으로 개발된 통합 수명 평가 프로그램을 이용하여 여러 가지 해석변수들의 반타원 표면균열을 갖는 고온 직관 수명에 대한 영향을 살펴보았다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.117-117
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• 2004

일반적으로 접촉 피로 마멸은 구름 또는 미끄럼 접촉시 작용하는 반복 응력에 의해 표면과 표면 아래에 균열이 형성되고 성장 및 합체의 과정을 거쳐 표면의 일부가 떨어져 나가는 손상으로 기어나 캠-롤러, 구름 베어링과 같이 구름-미끄럼 접촉상태로 운전하는 기계요소에서 가장 중요하게 고려되어야 할 파손 메커니즘이다. 특히 기어나 구름 베어링 같이 고주기 접촉 피로 특성을 지니는 기계요소의 수명은 피로수명 실험과 통계적 기법을 이용한 Weibull 이론을 기초로 한 수명식을 대부분 사용하고 있다.(중략)

• 대한기계학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.463-474
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• 1995

Modified Vainshtok weight function method is developed. The thermal shock stress intensity factors for elliptical surface cracks existed in the thin and thick walled cylinders are determined. The present results are compared with previous solutions and shown to be good agreement with them.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권6호
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• pp.701-708
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• 2004

This paper discusses applicability of the enhanced reference stress method to estimate J-integral along the semi-elliptical surface crack front. It is found that angular variations of normalized J­integral are strongly dependent on the geometry, loading mode and loading magnitude. As application of the reference stress approach to semi-elliptical surface cracks implies proportional increases in the normalized J-integral, the present results pose a question in applicability of the reference stress approach. However, investigation of the error in the estimated J-integral in the present work suggests that the enhanced reference stress approach, recently proposed by authors, provides an effective engineering tool fur estimating crack driving force along the semi-elliptical surface crack front.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.1229-1242
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• 1995

The thermal shock stress intensity factors of semi-elliptical surface crack in finite plate and the stress intensity fractors of embedded elliptical crack in turbine rotor is determined by means of Vainshtok weight function method. In case of semi-elliptical surface crack, the solution is compared with previous solution. The stress intensity factor for embedded elliptical crack in turbine rotor loaded by centrifugal and thermal loading is also determined. In this case, the value of stress intensity factor is larger at crack contour near internal radius surface and is almost constant at the crack contour farther from internal radius surface.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권4호
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• pp.160-166
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• 2001

The theoretical analyses for stresses induced in axial direction in the buried pipelines are reviewed. The influences of the axially directed stresses on the surface elliptical crack are studied in detail and thus some engineering technical informations are provided to use reliability assessment of buried pipelines. The change in temperature, the effect of inner pressure and soil friction in the buried pipeline constrained in axial direction are included to determine the axial stresses in the buried pipeline. Furthermore, the stress induced by the pipeline bending are also considered. The stress intensity factors calculated by two models such as a simple plane crack and an elliptical surface crack for a circumferential surface elliptical crack are compared.

• 대한기계학회논문집A
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• 제23권11호
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• pp.2022-2032
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• 1999

In recent years, the subject of remaining life assessment has drawn considerable attention in the power generation industry. In power generation systems a variety of structural components, such as steam pipes, turbine rotors, and superheater headers, typically operate at high temperatures and high pressures. Thus a life prediction methodology accounting for fracture and rupture is increasingly needed for these components. For accurate failure assessment, in addition to the single parameter such as K or J-integral used in traditional fracture mechanics, the second parameter like T-stress describing the constraint is needed. The most critical defects in such structures are generally found in the form of semi-elliptical surface cracks in the welded piping-joints. In this work, selecting the structures of surface-cracked plate and straight pipe, we first perform line-spring finite element modeling, and accompanying elastic-plastic finite element analyses. We then present a framework for including constraint effects (T-stress effects) in the R6 failure assessment diagram approach for fracture assessment.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권9호
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• pp.1325-1333
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• 2001

Critical defects in pressure vessels and pipes are generally found in the form of a semi-elliptical surface crack, and the analysis of which is consequently an important problem in engineering fracture mechanics. Furthermore, in addition to the traditional single parameter K or J-integral, the second parameter like T-stress should be measured to quantify the constraint effect. In this work, the validity of the line-spring finite element is investigated by comparing line-spring J-T solutions to the reference 3D finite element J-T solutions. A full 3D-mesh generating program for semi-elliptical surface cracks is employed to provide such reference 3D solutions. Then some structural characteristics of the surface-cracked T and L-joints are studied by mixed mode line-spring finite element. Negative T-stresses observed in T and L-joints indicate the necessity of J-T two parameter approach for analyses of surface-cracked T and L-joints.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.916-922
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• 1986

본 논문에서는 여러 연구자들이 반타원형 표면균열에 대한 응력확대계수의 수 정계수(correction factor)을 이론해석, 수치해석 및 실험해석 등을 통하여 구했는데, 그 결과는 서로가 5∼100%의 차이를 나타내고 있는 것이다. 이 때문에 표면균열에 대한 연구보고는 다른 분야에 비하여 비교적 적은 편이며, 현재까지 펴면균열의 피로 성장거동에 대한 정열이 설정되어 있지 못한 실정인 것이다. 이에 저자들은 표면균 열의 피로성장거동에 대한 다각적인 연구계획을 추진하고 있는 중이며, 본 보고서는 그 제1단계 연구로서, 초기 표면균열의 크기가 피로균열성장거동에 미치는 영향을 규 명하기 위한 실험적인 연구결과이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권9호
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• pp.2843-2853
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• 1996

The multi-point procedure is developed to predict the shape change of a semi-elliptical surface crack during stable fatigue crack growth. 3-D stress intensity factors along a crack front are calculated using the simplified 3-D J-intergral. Crack growth rate coefficient in the Paris law is assumed to be constant along the crack growth. Crack growth rate is set to be the distance between the two parallel tangent lines on the two semi-elliptic crack fronts before and after crack growth.