• 콘크리트학회지
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• 제5권4호
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• pp.135-144
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• 1993

본 논문은 일정진폭의 피로하중을 받는 피리스트레스트 콘크리트 합성거더 교량의 피로해석 절차를 시간의 진행에 따른 재료 특성의 변화양상을 고려하여 정립하였다. 본 논문에서 제시된 방법은 피로하중의 재하에 따라 균열이 진전되면서 생기는 중립축의 이동현상을 고려하였으며, 해석결과는 기존의 제한된 실험자료와 부합되었다. 또한, 건설부에서 규정한 표준 I 단면의 프리스트레스트 콘크리트거더의 피로저항능력을 검토한 결과 충분한 안전도를 갖고 있음을 확인하였다. 그리고 이 방법의 적용으로 임의의 단면형상을 갖는 프리스트레스트 콘크리트 거더의 피로특성을 S-N 곡선의 형태로 나타낼 수 있도록 하였으며, 이는 향후 변동진폭하중하에서의 피로거동 해석에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권2호
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• pp.197-203
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• 2001

항공기나 대형 플랜트 등의 경년구조물에 있어서 제조 및 설계 혹은 작업환경 등에 의해 발생하는 미소결함은 응력부식파괴로 이어지는 결정적인 원인으로 알려져 있다. 따라서 제조단계에서의 결함의 검출뿐만 아니라 운전개지 후에 있어서도 비파괴검사에 기초를 둔 정기적인 건전성평가가 요구된다. 특히 구조물내의 미소균열 평가는 구조건전성 평가에 있어서 중요한 과제라 할 수 있다. 자기광학소자를 이용한 비파괴탐상법은 균열부근의 누설자속에 의한 자구 및 자벽의 변화를 이용하여 균열정보를 화상형태로 얻는다. 그러므로 빠른 탐상속도와 결과데이터 해석의 용이 그리고 실시간적으로 탐상결과를 획득할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 본 논문은 자기광학소자를 이용한 새로운 비파괴적 탐상법을 제안하고, 본 탐상법을 이용하여 구조물에 존재하는 표면결함의 검출가능성 및 균열깊이의 평가를 실증하였다. 표면결함을 갖는 시험편과 파이프의 내면에 존재하는 피로균열을 대상으로 실험을 실시한 결과, 표면결함의 위치 및 2차원적 형상을 화상형식으로 얻을 수 있음을 증명하였다. 또한 피로시험중의 시험편을 대상으로 균열발생 및 균열진전과정을 평가를 통하여 원격탐상의 가능성을 제시하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제7권6호
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• pp.233-241
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• 1995

본 논문에서는 인장부위가 결손된 철근콘크리트 단순보를 제작하여 유기계 보수재료로서 폴리머계(에폭시, 폴리에스터), 유.무기 혼합 보수재료로서 폴리머-시멘트계(라텍스, 프리믹스), 그리고 부기계 보수재료로서 시멘트계(그라우트)등으로 주입 또는 팻칭의 방법으로 보수한 시험체에 대해 피로실험을 수행하였다. 피로실험은 3점 휨 실험법으로 실시하였으며, 실험시 각 시험체의 하중반복횟수에 대한 보수재의 부착성능, 중앙처짐과 피로파괴시의 반복횟수를 조사하였다. 이들 실험결과를 토대로 반복횟수에 대한 각 보수시험체의 균열 및 파괴양상, 중앙처짐 등을 비교 분석하였으며, 피로강도를 예측하기 위한 S-N선도를 작도하였다. 연구결과, 콘크리트 모체와 보수재와의 부착성능은 폴리머계로 보수한 시험체가 가장 우수하였고, 폴리머-시멘트계 및 시멘트계로 보수한 시험체의 경우는 보수 접합면을 따라 균열이 진전되었다. 반복횟수에 대한 보수시험체의 중앙처짐은 사용하중 상태인 응력수준 60%에서는 모든 보수시험체가 무보수시험체와 유사한 경향을 보였으나 응력수준이 증가할수록 폴리머-시멘트계로 보수한 시험체만이 무보수시험체와 가장 유사한 경향을 나타냈다. 또한 본 피로실험 결과를 회귀분석하여 구한 S-N선도에 의하면 콘크리트 모체와 유사한 재료적 특성을 지닌 폴리머-시멘트계로 보수한 시험체가 무보수 시험체의 피로특성과 가장 유사한 것으로 드러났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.731-740
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• 2008

본 연구는 하부 절곡강판과 T형강을 D16mm 스터드 전단연결재를 이용하여 콘크리트와 일체화시킨 교량용 강합성 바닥판의 피로 거동 및 피로성능을 평가하기 위한 것이다. 제안된 강합성 바닥판의 피로성능 평가를 위하여 총 8본의 시험체가 제작되었으며, 각각의 시험체에 3 종류의 일정진폭을 가진 피로하중이 재하되었다. 피로실험결과, 피로균열은 강합성 바닥판 하부 절곡강판의 절곡점에서 발생하여 상부 T형강으로 진전되는 것으로 나타났으며, 피로하중에 따라 시험체의 변위 및 변형률이 증가하고 피로균열발생 후 변위와 변형률이 급격히 변화하였다. 제안된 강합성 바닥판의 피로강도는 도로교설계기준 및 도로교설계기준 피로상세 범주의 자료가 된 NCHRP 102와 NCHRP 147 보고서의 피로실험결 과와 비교하여 평가한 결과 대상 강합성 바닥판은 피로상세 범주 C에 해당하는 것으로 평가되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.423-435
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• 1998

본 연구에서는 기존의 강교에서 흔하게 발견되고 있는 맞대기 용접부의 용입불량으로 인한 부재의 피로강도 저하도를 정량적으로 평가하고자 하였다. 이를 위하여 강교량의 재료로 널리 사용되고 있는 SWS490강으로 제작된 완전용입 및 용입깊이가 서로 다른 불완전용입 맞대기 용접시험편을 대상으로 일정진폭하중시험을 수행하여 S-N선도를 산출하고 이를 비교 검토하였으며, 파괴역학적 방법을 이용하여 불완전용입 용접재의 피로수명을 계산하였다. 본 연구의 결과로서, 완전용입 용접재의 경우 AASHTO의 피로강도등급선도와의 비교에서 피로한도값은 A등급보다 높은 값을 보였고, S-N선도의 기울기는 5.57로 매우 높게 나타났다. 불완전용입 용접재의 경우 불완전용입깊이 D가 증가함에 따라 피로강도가 감소하는데, D=14.7mm인 경우 AASHTO의 E'등급보다 낮게 나타난다. 불완전용입 용접재의 파손거동에서 피로균열은 내부 용접루트 선단부에서 a/c가 매우 작은 반타원형 표면균열의 형태로 발생하고, 시험체의 두께방향으로 진전하여 최종파손을 유발한다. 파괴역학적 방법을 이용한 불완전용입 용접재의 피로수명을 평가하기 위하여 3차원 반타원형 균열형상에 대한 응력확대계수 K를 유한요소해석으로 구하였다. 여기서 얻어진 K값과 실험으로 얻어진 Paris식의 상수를 이용하여 불완전용입 용접재의 피로수명을 계산하여 비교하였다. 그리고 실제 불완전용입 맞대기용접부의 파손으로 붕괴사고가 발생한 성수대교의 수직재에 본 연구결과를 적용하여 피로수명을 계산해 보았다.

• 대한조선학회지
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• 제27권2호
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• pp.47-54
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• 1990

본 연구에서는 이온질화처리한 SM45C강의 피로파괴거동, 피로크랙진전거동 및 부식피로파괴거동에 관한 $N_2:H_2$가스조정비와 이온질화처리시간에 대한 효과를 조사하였다. 실험에 사용된 모든 종류의 시험편의 피로한도와 부식피로강도는 $N_2$가스와 처리시간에 비례하여 증가하였다. 무처리 시험편에 비해 이온질화처리시험편은 피로한도 및 부식피로강도가 $10^7$싸이클의 공기중에서 $24{\sim}29%$, $10^6$싸이클의 3% NaCl 수용액 중에서는 $32{\sim}48%$ 증가하였다. 반복압축-인장하중을 받는 SM45C강은 이온질화처리시험편이 무처리시험편에 비해 피로한도 및 부식피로강도가 $10^6$싸이클의 공기중에서 $24{\sim}29%$증가하였고, 3% NaCl 수용액중과 수도물중에서 $32{\sim}48%$의 증가를 보였다. 이온질화처리한 SM45C강은 무처리시험편에 비해 낮은범위의 ${\Delta}K$ 영역에서는 균열진전속도가 느리고, 높은 ${\Delta}K$ 영역에서는 빨라졌다.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권6호
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• pp.539-543
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• 2011

Recently, to reduce the noise and vibration levels of ships, high skewed marine propellers with thinner thickness are adopted widely, however, such propeller design trend causes to reduce the strength of blades. Propeller blades are rotating continuously in irregular wake field of ships. So, it is necessary to examine the strength of them precisely including from a viewpoint of fatigue strength. In present paper, the fatigue strength of propeller blades was investigated. Firstly, fatigue tests for Al Bronze, the representative propeller material, were carried out. The S-N curve was obtained for the assessment of the fatigue crack initiation life. And the material properties C, m for the fatigue crack propagation analysis based on the Paris' equation were derived. For the 2nd stage, the structural responses of propeller blades in irregular ship wake field was carried out using the finite element analysis code. And the fatigue strength of propeller blades were considered based on the calculated stress levels and material characteristics for fatigue strength.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.922-933
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• 2002

교량바닥판의 손상이 구조물의 내구성, 안전성 및 기능에 영향을 미치기 때문에 손상된 바닥판의 성능향상을 위하여 섬유보강재를 사용한 구조물보강 사례가 증가하고 있다. 그러나 최근의 연구들이 구조물의 정적거동에 국한되어 있는 상이며, 피로거동에 대한 연구는 극히 제한적으로 수행되고 있다. 본 연구에서는 쉬트형 유리섬유보강재로 보강된 11개의 바닥판시험체에 대하여 정적 및 피로실험을 실시하여 구조거동을 실험적으로 검증하고자 하였다. 정적실험변수는 보강방향에 따른 보강량을 변수로 하였으며, 정적시험결과로부터 나타난 무보강시험체와 보강시험체의 최대하중에 기초하여 피로시험시의 응력수준을 선정하였다. 시험결과 보강된 바닥판의 경우 균열진전에 대한 저항성이 증진되는 것으로 나타났으며, 응력분배 효과 또한 뛰어난 것으로 나타났다. 이와 함께 피로시험결과 컴플라이언스 변화정도 역시 무보강바닥판에 비하여 효과적으로 감소하는 것으로 나타났다.

• 비파괴검사학회지
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• 제16권1호
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• pp.10-18
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• 1996

본 연구에서는 SS41 불림재와 M.E.F. 복합 조직강에 대해서 파괴 역학 파라미터와 X-선 파라미터 사이의 관계를 규명하였다. 피로 균열 진전 실험이 수행되었고, X-선 회절 방법이 피로 파단면에 적용되었다. 피로 파단면을 순차적으로 전해 연마하면서 깊이에 따른 X-선 파라미터(잔류응력, 반가폭)의 변화를 관찰하였다. 최대 소성역 깊이 $w_y$는 SS41 불림재에서는 반가폭의 분포로, M.E.F. 복합 조직강에 대해서는 잔류 응력의 분포로 결정할 수 있었다. 피로 파단면의 깊이 방향에 따른 X-선 파라미터의 분포로부터 $K_{max}$과 $w_y$의 관계식이 실험 데이타로부터 얻어지고, 이 식들으로부터 $K_{max}$은 $w_y$의 측정에 의하여 추정되어질 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권3호통권32호
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• pp.287-300
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• 1997

본 연구에서는 음향방출기술을 적용한 실내모형실험을 통하여 강판형교의 피로 취약부위에서의 결함을 효과적으로 검출할 수 있는 AE기법을 제시하였다. 잔존수명의 산정에 의해 부재간의 상대적인 취약도를 비교 분석하면 교량의 안전점검시 점검대상의 우선순위와 범위를 결정할 수 있어 보다 효율적인 AE기술의 적용이 가능함을 알 수 있었다. 경제적이고 효율적인 AE기술의 적용을 연구하기 위하여 실시한 실험을 통한 주파수 분석 결과 차량통행시 잡음은 100~200 kHz사이에 집중되었고 균열에서의 AE신호는 400~500kHz 사이에 편중됨을 알았다. 따라서 R30 센서가 강판형교의 결함검출에 적합한 센서라고 판단되었다. 균열을 도입하여 실험한 결과 모의 AE발생원에 의해 결정된 위치 표정방법이 실제 균열이 발생할 때에도 잘 적용되며, 하중의 증가와 균열의 진전길이 등을 AE신호의 발생빈도와 비교한 결과 거의 선형적으로 비례함이 밝혀졌다. 그리고. 강교량과 같은 대형구조물에 적합한 경제적이고 효율적인 위치표정방법도 실험을 통하여 검증하였다.