• 대한조선학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.75-86
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• 1996

최근 선박, 해양구조물, 항공기 및 원자력 플랜트 등 대형구조물의 사용조건이 극도로 가혹해짐에 따라 이들에 대한 신뢰성 및 안전성 보장이 심각한 문제로 대두되고 있다. 이들 대형구조물에 있어, 파손사례의 대부분은 어떤 형태로든 피로현상과 관련된 것으로서 수명 및 잔여수명의 예측과 함께 안정성 평가기술의 확립이 절실히 요구되고 있다. 그러나, 실제 대다수의 결함은 복수표면 균열 상태로 존재하며, 이들은 단일균열의 경우와는 달리 급속히 합체, 성장할 가능성이 높고 따라서, 관통수명 또한 짧아지며, 관통시 표면균열의 길이가 상대적으로 커져 불안정 파괴의 위험성도 그만큼 높아지게 된다. 본 연구에서는 평판 및 필릿 용접부에 존재하는 복수의 직렬표면균열을 대상으로 인접균열간 간섭효과, 합체현상을 고찰하여 피로균열 진전거동 및 피로수명 예측프로그램을 개발하고, 이를 기존의 실험결과와 비교, 평가하여 그 정도 및 실용성을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.182-187
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• 2000

The application of fracture mechanics have traditionally concentrated on cracks leaded by tensile stresses, and growing under an opening or mode I mechanism. However, many cases of failures occur from growth of cracks subjected to mixed mode loading. Several criteria have been proposed regarding the crack growth direction under mixed mode loadings. This paper is aimed at prediction of fatigue crack growth behaviour under mixed mode(I+II) in two dimensional branched type precrack. In this paper, the maximum tangential stress(MTS) criterion was used to predict crack growth direction. Not only experiment but also finite element analysis(FEA) was carried out. The theoretical predictions were compared with experimental results in this paper

• 대한조선학회지
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• 제27권3호
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• pp.100-106
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• 1990

본(本) 연구(硏究)에서는 304스테인리스강을 사용한 평활재와 작은 인공피트재의 고온 피로시험(疲勞試驗)과 크리프 시험(試驗)을 $593^{\circ}C$의 대기중에서 실시하고, 표면의 분포균열을 실온에서 레프리카법으로 연속적으로 관찰하고, 표면균열의 발생, 성장, 합체 거동을 관측하여, 균열 밀도(密度) 길이의 분포등의 정량적인 통계적(統計的) 성질(性質)에 대하여 검토하는 동시에, 파괴역학적으로 시험편의 수명을 지배하는 주균열의 성장거동 및 수명예측을 실시한 것이다. 또 실온의 결과와 고온피로(疲勞) 및 크리프 경우의 미소 분포균열의 통계적(統計的) 결과를 비교 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권3호통권46호
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• pp.239-250
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• 2000

본 연구에서는 강바닥판의 실물 대형시험체를 제작하여 정적시험 및 피로시험을 실시하였다. 정적 및 영향면 재하시험 결과를 통하여 다이아프램의 유무에 따른 강바닥판 슬릿부의 면내와 면외응력을 검토하였으며, 피로시험결과로부터는 강바닥판의 피로거동, 피로균열의 발생과 진전에 대한 연구를 수행하였다. 다이아프램이 설치된 상세는 설치되지 않은 상세에 비하여 지점조건에 상관없이, 종리브 횡리브 교착부의 종리브측으로는 약 50%의 응력경감효과가 있으나, 횡리브측 하단부에는 오히려 상당히 큰 응력을 야기함을 알 수 있었으며, 피로균열 진전해석결과로부터는 슬릿부의 노치에 의한 초기균열길이가 피로균열성장에 상당한 영향을 끼치고 있음을 알 수 있었다. 측정자료와 FEM 해석을 통하여 공칭응력과 핫스폿응력에 의한 피로강도를 추정한 결과, 다이아프램이 설치되지 않은 상세는 규정된 피로등급에서 안전한 것으로 판단되나 다이아프램이 설치된 상세는 피로등급이하의 거동을 보였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권1호
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• pp.32-38
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• 2001

재료의 손상을 평가하기 위하여 초음파법에 대한 많은 연구가 진행되었고 널리 사용되고 있으나 대부분 균열의 성장 또는 두께의 감소와 같은 문제에 집중되고 있다. 본 연구에서는 2.25Cr-1Mo 강을 이용하여 반복하중에 의해 재료내부에 발생하는 미시균열을 조기에 감지하고, 피로에 의한 파괴를 미연에 방지할 수 있도록 초음파 표면파의 감쇠와 속도변화를 이용하여 균열길이 측정의 정량적인 평가방법을 제시하였다. 중심주파수 5MHz의 탐촉자를 이용하여 파단수명비 약 60%, 균열길이 약 2mm 정도에서 표면파의 속도 및 감쇠 변화를 탐지할 수 있었다. 고주파 탐촉자를 이용함으로써 미시균열의 발생을 조기에 탐지할 수 있으며, 파단수명을 예측하는 기초자료로 활용할 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제12권1호
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• pp.39-49
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• 1998

In this work, fatigue tests by axial loading were carried out to investigate the effect of stress ratio on the growth behaviors of surface fatigue crack for SM45C steel and Al 2024-T4 alloy. The growth behaviors of surface crack have been monitored during fatigue process by measuring system attached CCTV and monitor. When the growth rates of surface crack were investigate by the concept of LEFM based on Newman-Raju's .DELTA.K, the dependence of stress ratio appears both SM45C steel and Al 2024-T4 alloy. Therefore, modified stress intensity factor range, .DELTA.K' [=(1+R)/sup n/.DELTA.K] are intorduced to eliminate the dependence of stress ratio. Using .DELTA.K', it is found that the dependence of stress ratio disappears both SM45C steel and Al 2024-T4 alloy.

• 한국해양공학회지
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• 제6권1호
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• pp.96-104
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• 1992

Aircraft structures and engineering structures are always subject to variable amplitude loads. Variable amplitude loads include some kind of loading history; for example, constant amplitude load, single peak overload and block overload etc. Crack growth under variable amplitude loading exhibits retardation effect. In this study, the 4 point bending fatigue test was performed by hydrolic servo fatigue testing machine on 7075-T6 Al-alloy. The retardation effect of overload ratio and numbers of overload cycle was quantitatively studied. 1) Change of retardation effect against increment of overload ratio is more evident when the multiple overload is applied than single overload is done. 2) The number of overload cycle is very important factor about the crack growth retardation effect when the overload ratio is more than 1.75; that is not when the overload ratio is less than 1.75. 3) Overload affected zone size increased gradually by increment of crack growth retardation effect. 4) Crack driving force is more greatly reduced when the crack tip branched off two direction than it sloped to one direction.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.461-471
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• 1989

본 연구에서는 혼합 모우드 균열문제의 연구를 위하여 .KAPPA.$_{II}$ /.KAPPA.S1I\ulcorner조절이 간편하고, 균열진전경로가 하중방향에 따른 균일전면의 자유표면의 영향을 균일하게 한 시험편(이하 RCM 또는 round compact mixed-mode 시험편이라 한다)을 고안하여 균열길이 및 하중작용 방향에 따른 .KAPPA.$_{I}$ 및 .KAPPA.S1II를 수치해석한 다음 일반화 하였다. 또 고강도와 용접성이 요구되는 항공기부품, 압력용기, 지상운송차량 등에 사용되고 있는 5083-H115 알루미늄 합금에 대해 혼합 모우드 균열진전 방향 및 피로균열 진전특성을 분석하고자 한다.다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.1-8
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• 2015

본 논문에서는 재료 점소성-손상모델을 기반으로 한 피로균열 진전속도(FCGR) 전산 평가법을 제안한다. 7% 니켈강 재료 거동을 모사하는 점소성-손상모델을 소개하고, 이의 유한요소해석 플랫폼에의 적용을 위해 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS에서 제공하는 사용자 정의 재료 서브루틴(UMAT)에 재료모델을 탑재하였다. 개발 UMAT의 검증을 위해 7% 니켈강 재료 인장시험 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 통해 재료정수를 획득하였다. 또한, 피로하중에 따른 손상해석에 있어 계산 시간 단축을 위한 jump-in-cycles 과정과 임계 손상 값 조정 및 피로 예비 균열 시뮬레이션을 수행하였고 이들 과정을 개발 UMAT에 탑재하여 해석을 수행하였다. 개발 UMAT을 활용하여 7% 니켈강의 상온 FCGR 테스트 시뮬레이션을 수행하였으며, 균열길이(a)와 주기 수(number of cycles)의 관계 및 1 cycle 당 균열성장량(da/dN)과 응력확대계수 진폭(${\Delta}K$)의 관계 등의 결과를 실험결과와 비교하여 검증하였다.

• Composites Research
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• 제16권3호
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• pp.9-17
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• 2003

타이어 벨트층내의 코드간 균열연결 및 층간균열진전을 모사하기 위해 자유단을 갖는 2층 고무/코드 적층시험편에 대한 4~11mm 변위제어 실험을 수행하였다. 자유단의 코드간 균열연결시의 폭방향 균열진전량은 45$^{\circ}$ 경사진 코드들간 길이의 절반에 도달할 때의 측정값으로 하였으며, 이는 탐침법에 의해 측정되었다 또한, 자유단에서 코드들간 균열연결을 모사하기위해 2차원의 이상화된 모델링 기법을 고안하였다. 이론수명은 테어링에너지(균열파단면의 단위면적당 방출에너지)를 이용하여 코드간 균열연결수명(임계값)과 이후 최종파손까지의 수명으로 구분하였으며, 이들을 각기 실험값과 비교하였다. 임계값까지의 수명예측은 실험과 비교하여 약 20%, 최종파손까지 약 65%의 오차가 발생하였다. 따라서, 전체 이론수명은 실험과 비교하여 약 45%의 오차를 발생하였다.