• 폴리머
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• 제32권3호
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• pp.270-275
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• 2008

고무재료의 피로균열 성장특성은 고무제품의 강도와 내구성을 평가하는 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 자체 제작한 피로균열 성장 측정기를 이용하여 충전제 종류에 따른 EPDM의 피로균열 성장특성을 고찰하였다. 피로균열성장은 진동수와 측정온도에 영향을 받았으며, 진동수가 증가함에 따라 균열성장속도는 감소하였고 온도가 증가함에 따라 균열성장속도는 증가하였다. 충전된 EPDM의 인열에너지와 균열성장속도의 상관관계는 지수법칙을 따랐으며, 충전제의 함량이 증가함에 따라 균열성장속도가 감소하였다. 또한, 실리카로 충전된 EPDM이 카본블랙으로 충전된 EPDM에 비해 더 우수한 피로저항 특성을 보였다. 실리카로 충전된 경우, 균열성장속도는 30 phr까지 감소하다가 그 이후 다시 증가하였다. 미충전 시편의 피로 파괴단면 SEM 사진에서 작고 유연한 파괴자국들이 관찰되었으며, 실리카가 충전된 시편의 단면에서는 보강효과로 인하여 인열 형태가 불규칙 적이고 비교적 거친 표면이 관찰되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.773-782
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• 2002

본 연구에서는 향후 사용빈도가 증가할 것으로 예상되는 SM570, POSTEN60 및 POSTEN80 강재를 대상으로 용접선 방향이 피로균열성장속도에 미치는 영향, 용접방법 및 강도등급에 따른 피로균열성장특성, 그리고 각 재질별(모재부, 열영향부, 용접금속부) 피로균열 성장특성을 정량적으로 평가하기 위해서 CT시험편을 제작해서 일련의 피로시험을 실시하였다. 피로시험결과 노치가 용접선과 평행한 시험체의 경우 노치선단에 존재하는 압축잔류응력의 영향으로 노치가 용접선과 직각인 시험체의 경우보다 피로균열성장속도의 지연현상이 현저해지는 것을 알 수 있었다. 그리고 용접 방법에 따른 피로균열성장특성은 강재의 강도등급에 관계없이 FCAW가 SAW에 비해서 피로균열성장속도의 분산이 적게 나타나고 있으며, 또한 높은 응력확대계수범위 영역에서 피로균열성장속도의 수렴현상이 나타나는 것을 알 수 있었다. 한편 본 피로시험결과와 기존의 연구결과를 비교하면 피로균열성장영역에서의 피로균열성장속도는 유사한 경향을 나타내고 있으므로 본 연구에서 대상으로 한 강재는 피로안전성을 충분히 확보하고 있음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권4호
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• pp.375-381
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• 2011

본 연구의 주목적은 마그네슘합금의 피로균열성장거동을 지배하는 파라미터들의 확률론적 특성을 규명하는 것이다. 피로균열전파실험은 AZ31 마그네슘합금의 CT 시편을 이용하여 통계적으로 수행하였으며, 시편두께, 하중비, 최대하중 등의 여러 가지 실험조건으로 실온에서 진행하였다. 이 실험을 통하여 획득한 통계적 피로 데이터를 이용하여 피로거동 파라미터의 확률적 변동성 해석과 함께 확률분포 적합성을 고찰하였다. 균열성장속도계수는 확률적으로 매우 큰 변동성을 나타내는 파라미터로 밝혀졌으며, 반면에 균열성장속도지수는 매우 작은 변동성을 나타냄으로써 재료상수로 볼 수 있을 것이다. 피로거동 파라미터인 균열성장속도계수와 균열성장속도지수에 가장 적합한 확률분포는 3-파라미터 Weibull 분포이며, 2-파라미터 Weibull 분포는 균열성장속도계수의 경우에만 양호한 적합성을 나타낸다는 것을 규명하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.124-129
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• 1998

고온고압 수화학 분위기를 모사한 조건에서 피로균열성장 거동에 관한 연구를 수행하였다. 고온고압분위기 모사를 위해 Load machaine, Autoclave, Water loop, 균열측정장치(Reversing DCPD) 그리고 전기화학변수 측정장치 등을 설치하였다. 우선 공기분위기 및 상온수화학 분위기에서의 시험을 통해 안정성을 확인하였으며, 안정한 조건에서 고온수화학분위기에서 실험을 수행하였다. 수화학 분위기에서 용존산소에 상관없이 취성파면이 관찰되었다. 용존산소의 양이 적을 경우(10ppb이하) 발견된 취성파면의 양은 연성파면에 비해 훨씬 적었으며, 용존산소가 높을 경우(8000ppb) 취성파면의 양이 많이 발견되었다. 산소포화된 고온수화학 분위기 피로시험결과는 피로균열성장이 주로 취성파면에 의해 이루어졌으며, 균열성장속도 또한 크게 증가하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.916-923
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• 1991

본 연구에서는 표면 균열이 있는 평판의 탄소성 피로하중 상태에서 성장하는 균열 형태의 변화와, 작용하는 응력의 크기에 따른 균열 개페구 특성의 변화를 연구하 였다.또, 유효 응력 확대계수 범위, .DELTA.K$_{eff}$와 J적분범위, .DELTA.J가 탄소성 응력 상태에서의 표면 피로균열 진전속도를 나타내는 역학양으로 사용되는데 따른 적합성등 을 검토하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권6호
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• pp.825-832
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• 1995

SA508 Cl.3 원자로 압력용기강에서 하중변수와 온도가 공기 중에서 피로 균열성장률에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 피로 균열성장률 시험은 12.7mm 두께의 CT(compact tension) 시편을 이용하였으며, 균열길이 추정은 컴플라이언스 방법을 사용하였다. 시험은 0.1, 0.5 하중비와 1, 10Hz의 하중주파수로 상온에서 40$0^{\circ}C$ 까지 온도를 변화시키면서 수행하였다. 12$0^{\circ}C$ 이하의 비교적 낮은 온도에서는 피로균열전파속도는 하중주파수와 온도에 영향을 받지 않았지만, 12$0^{\circ}C$이상의 경우 피로 균열성장률은 온도가 높을수록, 하중주파수가 낮을수록 증가하였다. 이러한 피로균열진전속도의 빨라짐은 균열선단에서의 산화속도의 증가로 인한것으로 생각된다. 또한 하중비의 영향으로 균열닫힘과 산화의 상호작용으로 피로 균열성장률은 상온에서 두드러졌다.

• 한국정밀공학회지
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• 제4권3호
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• pp.19-27
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• 1987

부재가 피로하중을 받을 경우에는 피로하중의 변동과 균열의 성장에 인한 균열크기의 변동때문에 각순간에서의 응력확대계수가 변화하게 된다. 피로균열성장을 모델링할때 응력확대계수를 이용할 수 있는 타당성은 균열성장속도가 매우 느리므로 순간순간에서의 형상계수의 변화가 거의 무시할 수 있다는 사실에 근거하고 있다. 즉 균열의 길이는 순간순간에 일정하다고 생각하는 즉 준-정적인 문제로 귀착되며, 이 경우 에는 순간순간에 대응하는 단지 변동하는 하중에 대한 응력확대계수의 변동양상을 검토하면 되는 것이다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권3호
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• pp.127-135
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• 1997

본 연구에서는 콘크리트의 피로균열 성장거동을 구명하기 위하여 쐐기쪼갬실험( WST)을 수행하였다. 연구의 주안점인 피로균열 성장거동의 주요영향인자는 콘크리트의 강도로서 28,60,118 MPa 등 3가지의 강도를 변수로 택하였다. 한편, 응력비를 6,13%의 2가지로 변화시켜 그 영향을 관찰하였다. 소정의 응력비을 주기 위하여 최고피로하중수준을 75~85%, 최저응력수준을 5~10%로 각각 유지하였다. 피로실험전에 균열개구변위( CMOD)컴플라이언스 보정 실험을 수행한 후, 그 결과인 균열길이와 컴플라이언스의 관계를 피로실험 중에 균열길이를 예측하는데에 이용하였다. 또한 CMOD컴플라이언스 보정법의 타당성을 검증하기 위하여 선형탄성 파괴역학( LEFM) 및 염색법에 의하여 예측된 균열길이와 비교하였다. 실험결과에 의하여 선형탄성 파괴역학에 근거한 피로균열 성장속도 모델(da/dN- K1 관계)을 제시하였고 콘크리트의 강도가 증가함에 따라 피로균열의 성장속도가 빨라지는 것으로 평가되었다. 또한 응력비가 피로균열 성장속도에 영향을 미치는 것으로 나타났는데 강도가 증가함에 따라 그 정도가 감소하는 경향을 보였다. LEFM 과 염색법 의하여 예측된 균열길이와 비교하여 본 결과 CMOD컴플라이언스 보정법이 쐐기쪼갬실험(WST)에 적용될 수 있음이 검증되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.42.1-42.1
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• 2009

오스테나이트 스테인리스강은 우수한 내식성 및 기계적 특성으로 인해 구조용 재료로 널리 사용되고 있다. 표준원전 경수로의 경우 가압기 밀림관소재로 Nb 안정화 오스테나이트 스테인리스강인 type 347 스테인리스강이 사용되고 있다. 그러나 원전배관에서는 운전중 배관내 온도편차에 의한 열응역과 하중변화에 의한 기계적하중에 의해 피로손상을 받는다. 일반적으로 범용 오스테나이트 스테인리스강(AISI 304, 316)의 피로균열 성장거동에 대한 연구결과는 국내외적으로 다수 축적되어 있으나 type 347 탄소, 질소 함량에 따른 기계적 특성 및 피로균열성장 연구는 매우 미비하다. 따라서 본 연구에서는 탄소와 질소의 함량에 따른 기계적거동을 평가하고, 이에 따른 피로균열전파속도를 관찰하여 스테인리스강의 정확한 피로균열전파속도 곡선을 제시하고자 한다. 실험에 사용된 시편은 두께 5mm, 폭 25.4mm CT시편을 사용하였으며, 1mm의 예비균열을 주었다. 그리고 실험온도는 상온과 원전가동온도인 $316^{\circ}C$에서 실시하였으며, 주파수는 10Hz를 주었다. 실험결과 각 함량에 따른 type 347의 미세조직 관찰결과 기지내에 압연방향을 따라 조대한 석출물의 흐름이 관찰되었으며, 크기나 분포가 큰 차이를 보였다. C+N 함량이 낮은 시편은 주로 $0.1\;{\mu}m$ 이하의 미세한 입자들이 오스테나이트 기지조직의 입내와 입계에 고르게 분포되어 있었다. 그러나 C+N 함량이 높은 시편의 경우에는 $0.1\;{\mu}m$ 이하의 미세한 입자들과 함께 국부적으로 $1\sim10\;{\mu}m$의 조대한 입자들이 분포하고 있는 것이 관찰되었다. 그리고 질소의 함량이 높아짐에 따라 인장강도는 증가하였으며, 피로시험결과 고온에서 실험한 피로균열성장률 곡선이 상온보다 높게 나타남을 확인할 수 있었다. 그리고 질소가 적게 첨가되고 탄소의 함량이 많을수록 피로균열성장률은 ASME 곡선보다 낮게 나타났다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권1호
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• pp.48-57
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• 2007

사용 중인 항공기 구조를 모사하여 리벳구멍 주위에 피로균열이 존재하는 AA2024-T3 박판을 CFRP 복합재 패치로 접합하여 보수한 후 피로균열 성장거동을 음향방출(AE)을 측정하면서 관찰하였다. 패칭의 효과로 균열성장속도의 뚜렷한 감소와 균열이 인접한 리벳 구멍으로 전파되는 시간을 지연시키는 효과가 있음을 확인하였다. 그리고 패칭 후 균열성장에 의해 탐지된 신호와 패치와 알루미늄 사이의 접합계면 분리에 의한 신호의 구별 가능성을 다변량 자료분석 기법인 주성분분석을 통해 알아보았다. 그 결과 균열성장에 따른 AE신호는 계면분리에 따른 AE신호에 비해 중심주파수가 높고 작은 에너지를 가지는 반면, 계면분리 신호는 균열성장 신호에 비해 상승시간이 길고 중심주파수가 상대적으로 낮으며 비교적 큰 에너지를 가진 것으로 나타났다. 따라서 AE신호의 유형인식 방법은 AE 발생원의 위치표정 결과와 결합할 경우 패치 접합으로 보수된 구조에서의 피로균열 성장거동을 예측하는 방법으로 충분히 활용될 수 있다.