• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.22.1-22.1
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• 2011

산업의 발달과 더불어 수송기기를 포함한 각종 구조물의 경량화에 따라 피로파괴에 대한 관심이 높아지고 있다. 과거에는 피로균열생성과 피로균열전파를 구분하지 않는 S-N (stress-cycles to failure) 피로 개념을 이용하여 구조재의 피로 거동을 이해하고자 하였다. 그러나 최근에는 모든 구조물에는 균열이 존재한다는 가정에서 시작된 파괴역학(fracture mechanics)에 기초한 피로균열성장 개념을 이용하여 피로에 대한 저항성이 큰 구조재를 개발하고 있으며, 구조물의 피로수명을 예측하고 있다. 본 발표에서는 미세조직, 인장특성, 용접이나 부식 환경 등이 금속의 피로 및 피로균열성장(fatigue crack propagation)에 미치는 영향에 대한 논하고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제1권2호
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• pp.34-44
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• 1983

이 논문에서는 먼저 연강 모재에 대해서 여러 가지의 반복 속도로 대기 중과 해수 중 및 3% Nacl 용액 중에서의 피로시험을 실시하고, 피로 균열 발생수명 및 전파수명에 미치는 속도의 영향을 검사함과 동시에 피로수명의 추정법에 대해서 해설한다. 그리고 연강의 완전용입 용접 이음의 toe 부에 대하여 추정한 피로 균열 발생수명과, 파랑주기에 가까운 10cpm의 반복 속도에서 피로시험을 실시하여 구한 수명과를 비교한 결과에 대해서도 소개하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1361-1368
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• 2011

응력확대계수비와 하중 주파수가 각각 'R=0.1, f=0.1 Hz', 'R=0.3, f=0.3 Hz' 및 'R=0.5, f=0.5 Hz'인 세가지 하중 조건에서 피로균열전파 실험을 하였으며 이를 바탕으로 고성능 강재의 피로균열전파거동 분석과 피로수명평가를 수행하였다. 하중 조건에 따른 피로균열전파거동을 모사하기 위해 수정된 Forman 모델을 제안하였으며 제안된 모델은 하한 응력확대계수폭과 균열 닫힘 현상에 의한 유효 응력확대계수폭을 고려함으로써 거동의 전 영역을 모사할 수 있었다. 응력확대계수비와 하중 주파수가 0.1 인 경우, 균열이 약 5.0 mm 전파될 때 피로수명을 평가한 결과, Forman 모델은 8,814 cycles, 수정된 모델은 12,292 cycles 의 계산결과를 얻었으며, 이를 12,774 cycles 의 실제 실험결과와 비교할 때 수정된 Forman 모델이 실제 피로균열전파거동을 보다 효과적으로 모사하고 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.233-233
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• 2003

• 응용통계연구
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• 제12권2호
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• pp.621-631
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• 1999

재료의 피로 파괴과정은 균열의 발생과 전파 및 성장의 과정을 거쳐 마침내 결정적 균열의 크기가 일정한도를 넘어서면 재료의 파괴가 일어난다. 이 때까지의 시간, 즉 피로 수명이 역정규분포를 따를 때 재료의 수명과 스트레스 수준과 관계를 나타 내는 S-N곡선에 대한 대수선형모형(log-linear model)을 제시하고, 이 모형하에서 피로수명시험에 대한 통계적 최적시험설계방법을 찾는다. 통계적 최적여부에 대한 판단기준으로 설계 스트레스 수준하의 특정 시점에서의 신뢰도에 대한 최우추정량의 점근분산을 최소화하는 방법을 사용하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.686-691
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• 2016

용접강구조물에서는 용접비드와 같은 응력집중부가 많이 존재한다. 또한 용접부에서는 용접결함이 발생할 가능성이 많다. 반복적인 피로하중이 응력집중부에 작용하면 응력집중부에서 피로균열이 발생하고, 발생된 균열의 전파에 의해 피로파괴사고를 일으킨다. 따라서 피로파괴사고를 미연에 방지하기 위하여 균열발생수명과 균열전파수명과 같은 피로수명의 파악이 필요하다. 본 연구에서는 피로균열전파특성 연구에 사용되는 컴플라이언스를 도출하였다. 이 컴플라이언스는 피로균열의 자동화 측정에 활용할 수 있다. 본 연구에서는 CT시험편에 대하여 in-house FEM program을 사용하여 컴플라이언스를 계산하였다. 이 계산결과는 저자의 앞선 연구에서 본 프로그램을 사용하여 계산한 J integral의 계산결과와 대비하여 a/W와의 관계를 제시하였다. 그리고 또한 CT시험편 Back Face의 중앙부로부터 위아래 방향의 스트레인 분포에 계산을 실시하였다. 이 분포에서는 중심으로부터 위아래로 갈수록 스트레인이 감소하는 경향을 나타내었다. 이상의 계산과정으로부터 균열진전시험의 자동수행을 위한 컴플라이언스를 얻을 수 있었다. 이것으로부터 CT 시험편의 피로균열진전시험의 자동화에 활용이 가능하게 되었다.

• 한국해양공학회지
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• 제5권2호
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• pp.76-84
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• 1991

본 연구는 피로수명 평가를 위한 새로운 파괴역학적 parameter의 확립에 관한 연구이다. 실질적으로 피로파괴가 일어나는 피로 균열선단의 국소영역에서 변형분포를 미소원형격자측정법을 이용하여 실험적으로 명확히 밝혀내었다. 그리고 이 결과를 기초로 하여 국소피로 변형율장을 대표할 수 있는 피로변형율 확대계수 $\Delta$A를 제안하였다. 또한 새로운 parameter $\Delta$A의 유효성을 여러 피로조건에서 검토한 결과, 균열선단 국소 영역에서 피로 변형율 확대계수 $\Delta$A에 의하여 피로 균열전파 속도평가를 일의적으로 나타낼 수 있음을 확인하였다.

• 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.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.356-361
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• 2008

In characteristics of fatigue crack propagation, it is important that fatigue life is affected by crack closure phenomenon in thin sheet Al alloy. The purpose of this paper is to analyze the characteristics of fatigue crack propagation in constant loading condition for sheet Al 2024-T3 alloy of two sort of thickness and identify the difference of fatigue life in thin sheet specimen comparing experimental results of thin sheet specimen and relatively thick sheet specimen under same fatigue loading condition. In applying fatigue related material constants from fatigue crack propagation analysis, we attempt to operate the fatigue life estimating process of thin sheet specimen by modified Paris‘ law considering crack closure phenomenon and analyze the experimental and prediction results of fatigue life in thin sheet Al alloy.

• 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.