• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.10a
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• pp.39.1-39.1
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• 2011

가압경수로의 압력경계기기는 약 $300^{\circ}C$, 150기압의 고온고압수환경에서 가동되고 있다. 특히 가압기 밀림관은 고온수와, 저온수가 교차하는 부분으로 열성층 형성으로 열적, 기계적 피로 및 수화학환경이 더해진 부식피로 등에 의하여 손상을 받는다. PWR 원전에서 수화학환경은 대표적으로 용존산소(DO) 5ppb, pH 6~8, 용존수소(DH) <30 cc/kg, 온도 $316^{\circ}C$의 환경을 유지하게 된다. 가압기 밀림관에는 오스테나이트계 스테인리스강이 사용되는데, 오스테나이트계 스테인리스강은 고온 수화학환경에 민감한 것으로 알려져 있다. 따라서 오스테나이트계 스테인리강을 공기중에서의 기계적특성 및 피로특성을 향상시키기 위하여 질소를 첨가한 스테인리스강을 제조하여 PWR 원전환경에서의 피로균열성장특성을 평가하였다. 실험에 사용된 재료는 PWR 원전 가압기 밀림관 소재인 Type 347 스테인리스강에 0.0005 wt%가 첨가된 상용재와 0.11 wt% 질소가 첨가된 재료이다. 사용된 시편형상은 두께 5 mm, 폭 25.4 mm의 CT 시편이다. 수화학환경은 150기압, 온도 $316^{\circ}C$, 용존산소(DO) 5ppb, 용존수소(DH) 30 cc/Kg, pH는 약 7로 유지 하였으며, 응력비 0.1, 하중 반복속도 10Hz의 기계적 조건에서 하중제어로 시험을 진행하였다. 균열길이는 직류전위차법(Direct Current Potential Drop: DCPD)을 이용하여 측정하였다. 질소함량이 증가할수록 동일 사이클에서 균열길이가 늦게 성장하였고, 피로균열성장속도도 약간 늦어지는 것으로 나타났다. 각 스테인리스강의 피로파면 관찰결과 상용재는 약 1 ${\mu}m$의 산화물들이 생성되는 반면 질소첨가 스테인리스강은 약 0.1 ${\mu}m$정도 산화물이 생성되었다. 산화막의 두께도 질소가 첨가됨으로써 상용재에 비해 얇게 생성되었다. 따라서 질소가 첨가됨으로써 부식환경에서 내산화성이 향상되었으며, 이는 피로균열성장특성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• Rubber Technology
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• v.5 no.2
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• pp.81-93
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• 2004

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.05b
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• pp.709-714
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• 1995

영광 3, 4호기에 사용되고 있는 원전 압력용기용 SA-508 IH 강의 미세구조 및 상온 피로균 열성장 특성을 고찰하였다. 본 강재의 미세구조, 석출물 분포 및 형상을 투과전자현미경을 통하여 관찰하였으며 임계영역에서의 거동 및 균열닫힘에 주목하여 피로균열성장 특성을 연구하였다. 다양한 형태의 (Fe, MR)$_3$C 세멘타이트 및 Mo$_2$C 석출물이 입계, 래스경계면 및 입내에 분포되고 있음을 확인하였다. Paris 영역에서의 피로균열성장 속도는 ASME 기준선과 유사하였으며, 임계 영역에서는 일반적인 저합금강의 경우보다 다소 낮게 나타났다. 파면조사 결과 입내 연성파괴현상이 전 $\Delta$K 영역에서 나타나고 있으며, $\Delta$K$_{th}$ 부터 $\Delta$K가 12 Mpa√m 영역에서는 입계파괴 및 입내 평활면이 관찰되었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.35.2-35.2
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• 2009

최근 전세계적으로 저탄소, 녹색성장으로 인하여 원자력발전이 주목받고 있다. 또한 에너지의 고효율로 인한 발전소의 설비가 대형화가 됨에 따라 발전소의 수명평가와 건전성평가가 중요해지고 있다. 일반적으로 구조물 내에 존재하는 균열의 크기와 형상을 파악하여 피로균열전파속도를 평가함으로써 건전성평가를 확인하고 있다. 그리고 고온, 고압에서의 피로균열전파속도는직류전위차 (Direct Current Potential Drop : DCPD)법을 사용하고 있다. DCPD법은 균열의 정밀한 측정방법으로써 측정시 오차가 발생하기 때문에 ASTM에서 제시된 incremental polynomial 법을 권고하고 있다. 따라서 본 연구에서는 피로균열전파전파속도의통계적처리를 통해서 합리적인 곡선을 구하여 건전성평가에 활용하고자 한다. 실험에 사용된 시편은 두께 5mm, 폭 25.4mm CT시편을 사용하였으며, 1mm의 예비균열을 주었다. 그리고 실험온도는 상온에서 실시 하였으며, 주파수는 10Hz를 주었다. 그리고 DCPD 측정을 위해 5A의 전류를 주었으며, 이때 측정된 전압값을 ASTM에 제시된 관계식에넣어 균열길이로 환산하였으며, 데이터처리는 ASTM에 제시된 incremental polynomial법을 기본적으로 사용하였다. 또한 ASTM에 제시된 2n+1을 이용하여 데이터의 수 n을 1~7 까지 변화를 주어 3~15 point 까지 데이터를 처리하여곡선을 제시하였다. 분석결과 $R^2$값이 1을 기준으로 했을 때 3~7 point 까지는큰 차이를 보이지 않았지만 9-point 이후부터는 $R^2$ 감소함을 알 수 있었다. 또한 적용된 데이터의수에 따라 피로군열전파속도 곡선에서 측정된 Paris law의 n값과 C 값은 큰차이를 보이지 않았다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.11
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• pp.1137-1143
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• 2015

The stage II fretting fatigue crack growth and branching, i.e., the process of fretting fatigue crack growth starting in an inclined direction and then changing to the normal direction, is analyzed using the finite element method. The fretting fatigue experiment data of A7075-T6 are used in the analysis. The applicability of maximum tangential stress intensity factor, maximum tangential stress intensity factor range, and maximum crack growth rate as the crack growth direction criteria is examined. It is revealed that the stage II crack growth before and after the branching cannot be simulated with a single criterion, but can be done when different criteria are applied to the two stages of crack growth. Moreover, a method to determine the crack length at which the branching occurs is proposed.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.2
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• pp.522-528
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• 2012

It is the aim of this paper to propose the empirical fatigue crack propagation model fit to describe a crack growth behavior of AZ31 magnesium alloys. The statistical data of a crack growth for an estimation are obtained by fatigue crack propagation tests under the three cases of maximum load. The empirical models estimated are Paris-Erdogan model, Walker model, Forman model, and modified-Forman model. It is found that the empirical model fit to describe a crack growth behavior of AZ31 magnesium alloys is Paris-Erdogan model and Walker model. It is also verified that a fatigue crack growth rate exponent of a empirical model is to be a material constant.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.12 no.2 s.45
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• pp.111-122
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• 2000

In this study, A series of fatigue tests have been performed on the fillet welded joints of cover plates in steel plate girders in order to quantitatively assess the fatigue characteristics according to the shapes of cover plates. From the results of fatigue tests, it has been shown that the fatigue strengths were slightly different according to their shapes, but satisfied the fatigue design curves in Korea and other countries. Also, from the results of beachmark tests, it has been confirmed that the points of fatigue crack initiation were closely related to the shapes of weld bead toes, and fatigue cracks simultaneously initiated from several points in weld bead toes have been grown as semi-elliptical surface cracks, and these cracks have been coalesced each other, and grown as through thickness cracks, and finally reached to fracture. Besides, from the results of fracture mechanics approaches, stress gradient factors were the most dominant factors among crack correction factors obtained from the existing equations and finite element analysis, and the fatigue life on fillet welded joints of cover plates could be estimated using the relations between fatigue crack growth rate and stress intensity factor range obtained from finite element analysis.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.12 no.5
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• pp.1097-1103
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• 1988

This paper deals with surface crack behavior and the fatigue life prediction of notched specimens using the relation between surface crack length, a, and the cycle ratio, $N/N_{f}$. From the $a-N\;/\;N_{f}$ curves, UC(the upper limit curve), LC(the lower limit curve) and MC(the middle limit curve) were assumed and utilized to predict the fatigue life and crack growth rate. The data computed from the three assumed curves were compared with the experimental data. It has been found that in the stable crack growth region ($N/N_{f}=0.3-0.8$) fatigue life can be predicted within 20% errors. Using the characteristics of $a-N\;/\;N_{f}$ curve, it is possible to predict the $da/dN-K_{max}$ curve, the $da/dN-{\Delta}K_{{\varepsilon}_t}$ curve, and the $S-N_{f}$ curve.

• Journal of Welding and Joining
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• v.13 no.2
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• pp.96-105
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• 1995

A modified method for the analysis of short fatigue crack growth has been presented, and calculations based upon the modified method are compared with experimental results for S45C carbon steel. It is also shown that the modified method is in good agreement with experimental data. The proposed equation for the fatigue crack growth rates includes a material constant which relates the threshold level to the endurance limit, a correction for elastic-plastic behaviour and a means for dealing with the effects of crack closure. In this study one of the modifications is to substitute the Forman' s elastic expression of the stress intensity factor range into the geometrical factor The other is a consideration of the bending effect which is developed from the moment caused by the eccentric cross sectional geometry as the crack grows. Thus, this method is useful for residual life prediction of the mechanical structures as well as the welding structures.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.25 no.12
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• pp.2091-2099
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• 2001

Fatigue crack growth behavior of inclined cracked Al 6061-T6 thick aluminum plate(6mm) repaired with the bonded composite patch was studied. A 0°inclined crack bonded reinforced composite patch and 15°, 30°, 45°, 60°inclined crack plates were tested. The effect of patch and inclined angle were studied and compared to each other. Also we investigated to the crack propagation direction and debonding behavior during the fatigue crack growth test. In this paper. a study was con(ducted to get an fatigue life, fatigue crack growth ratio and crack growth direction. Finally, the effectiveness of composite patch on inclined cracked plate was investigated. The results demonstrated thats there was a definite variation in fatigue life and fatigue crack growth behavior depending on the inclined crack angle.