• 대한기계학회논문집A
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• 제23권7호
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• pp.1164-1172
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• 1999

In this study, to investigate the fatigue crack retardation behavior and the variability of retardation cycles, fatigue crack growth tests were conducted on 7075-T6 aluminum alloy under single tensile overload. A retardation coefficient, D was introduced to describe fatigue crack retardation behavior and a random variable, Z to describe the variability of fatigue crack growth. The retardation coefficient was separately formulated according to retardation behavior which is composed of delayed retardation part and retardation part. The random variable, Z was evaluated from experimental data which was obtained from fatigue crack growth tests under constant amplitude load. Using these variables, a probabilistic model was developed on the basis of the modified Forman's equation, and retardation behavior and cycles were predicted under certain overload condition. The predicted retardation curve well agrees with the trend of experimental crack retardation behavior. And this model well predicts the scatter of experimental retardation cycles.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권1호
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• pp.80-90
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• 2001

AE 신호와 재료의 기계적 물성과의 관계를 정량적으로 제시할 수 있는 방법을 개발하였다. 재료의 여러 가지 기계적 성질들 중 피로균열 거동에 관련된 응력확대계수를 중심으로 AE 신호와 같은 다변량 데이터의 처리에 많이 사용되고 있는 주성분 회귀분석과 비선형적 문제 해결에 적합한 신경회로망 기법을 이용하였다. 이를 위하여 강교량 부재인 SWS490B 강에 대한 피로균열전파 실험을 수행하였으며 표준 CT 시편에 대한 피로균열진전 시 발생하는 AE 신호의 각 변수와 응력확대계수와의 관계를 고찰하였다. 통계분석 방법인 변수선택법을 적용한 결과 AE 카운트(RC), 에너지(EN), 신호지속시간(ED)의 각각에 대한 유의성이 높은 것으로 나타났으나 전반적으로 전체 AE 변수를 모두 이용할 경우 통계적 유의성이 높은 것으로 나타났다. 부재의 반복하중 시 발생하는 피로균열진전을 정량적으로 도출할 수 있는 응력확대계수 추정모델을 개발하고 평가하였다. 미지 시료에 대하여 개발된 모델의 응력확대계수 예측 성능을 분석한 결과 주성분 회귀모델과 인공신경망 모델 모두 우수한 예측성능을 나타내었으나 전반적으로 인공신경망 모델이 주성분 회귀모델보다 다소 양호한 것으로 분석되었다.

• 한국해양공학회지
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• 제17권3호
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• pp.46-51
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• 2003

Acoustic emission (AE) signals, emanated during local failure of aluminum alloys, have been the subject of numerous investigations. It is well known that the characteristics of AE are strongly influenced by the previous thermal and mechanical treatment of the sample. Possible sources of AE during deformation have been suggested as the avalanche motion of dislocations, fracture of brittle particles, and debonding of these particles from the alloy matrix. The goal of the present study is to determine if AE occurring as the result of fatigue crack propagation could be evaluated by the joint time-frequency analysis method, short time Fourier transform (STFT), and Wigner-Ville distribution (WVD). The time-frequency analysis methods can be used to analyze non-stationary AE more effectively than conventional techniques. STFT is more effective than WVD in analyzing AE signals. Noise and frequency characteristics of crack openings and closures could be separated using STFT. The influence of various fatigue parameters on the frequency characteristics of AE signals was investigated.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.53-62
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• 1992

본 연구에서는 약 10년 정도 사용하여 경년 열화가 되었다고 예상되는 실구조 물의 일부를 입수하였으며 열화재의 특성과 비교하기 위하여 열처리에 의해 충격치를 회복시킨 재료를 회복재로 하여 두가지 재료에 대해 시험편을 제작하였따.열확현상 을 파악하기 위하여 평활재로 피로과정, 즉 미소 균열의 발생, 진전 및 복수 균열이 간섭합체하여 파단에 달하는 과정에 대하여 파괴역학적 견지에서 열화재와 회복재를 해석하고 이결과로 부터 확율변수를 추정하여 통계학적인 수명예측방법의 하나를 제시 하여 실구조물에 적용하는 방법에 대해 시도해 보았다.

• 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.

• Composites Research
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• 제19권4호
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• pp.1-6
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• 2006

PSF/AS4 복합재 적층구조의 가속노화가 피로강도에 미치는 영향을 변분이론을 이용한 에너지 발산율(energy release rate) 분석을 이용하여 연구하였다. 변분이론 분석은 수지미소균열에 대한 파괴역학을 해석하는데 사용되어 왔으며 이 논문에서는 피로하중 하에서 가속노화 시간에 따르는 파괴인성이 어떻게 변하는가를 설명하였다. 수정된 Paris 법칙에 의한 선도는 각 재료마다. 미소균열이 형성되는 특성을 나타낸다. PSF/AS4 $[0/902]_s$ 적층구조가 60일 동안 유리천이온도에 근거를 두고 세분한 4개의 각기 다른 온도로 가속노화를 하였다. 모든 온도에서 파괴인성은 가속노화 시간에 따라 감소하였다. 높은 온도에서의 파괴인성의 감소는 낮은 온도에서의 감소보다 빠르게 진전되었다. 가속노화가 피로강도에 미치는 영향을 파악하기 위해 유리 천이온도인 섭씨 180도에 가까운 170도에서 60일 동안 노화한 것과 노화하지 않은 것을 비교하였다. 노화된 시편에 대하여 파괴인성의 변화(${\Delta}G_m$)가 낮은 값에서 미소균열이 형성되는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.67-72
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• 2000

Demand for now nondestructive evaluation are growing to detect fatigue crack growth behavior to predict long term performance of materials and structure in aggressive environments especially when they are In non-visible area. Acoustic emission technique is well suited to these problems and has drawn a keen interests because of its dynamic detection ability, extreme sensitivity and location of growing defects. In this study, we analysed acoustic emission signals obtained in fatigue and tensile test of high strength fire resistance steel for frame structure with time-frequency analysis methods. The main frequency range is different in the noise and the fatigue crack propagation. It could be classified that it were also generated by composite fracture mechanics of cleavage, dimple, inclusion separation etc.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권10호
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• pp.109-115
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• 2001

The compliance approach to the problem of load sharing between a cracked plate and multiple plate used to bridge the crack. The theory is validated by using calculated stress intensity factors for the multiple load path plate to reduce experimentally observed growth rate to a common base. Calculations are them made on the effect of multiple load path plate width on fatigue crack retardation in order to demonstrate the predictive capability of the technique.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권6호
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• pp.679-687
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• 2008

The fatigue life of ship structure under cyclic loading condition is made up of crack initiation and propagation stages. For a welding member in ship structure, the fatigue crack propagation life is more important than the fatigue crack initiation life. To calculate precisely the fatigue crack propagation life at the critical welding location, the knowledge of the residual stress sensitivity on the fatigue strength is necessary. In this study, thermo elastic-plastic analysis was conducted in order to examine the effect of residual stress on the fatigue crack propagation life. Also the fatigue crack propagation lives considering residual stress were calculated using fatigue crack growth code, AFGROW, on the basis of fracture mechanics. AFGROW is widely used for fatigue crack growth predictions under constant and variable amplitude loading. The reliability of AFGROW on the fatigue of ship structure was confirmed by the comparison of the estimated results with the fatigue propagation test results.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권5호
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• pp.532-538
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• 2002

3가지 종류의 알루미늄 합금강의 피로균열 진전 시 균열 열림 및 닫힘에 따른 음향방출 신호를 분류하기 위하여 주성분 분석 방법과 인공신경망 기법을 적용하였다. 재료의 균열 열림과 닫힘, 마찰 등과 같은 여러 가지 AE 신호를 얻기 위하여 피로시험을 수행하였다. 주성분 분석결과 AE 파라미터의 제 1 및 제 2 주성분만으로도 균열 열렴 및 닫힘에 대한 AE 신호의 변이를 94% 이상 설명할 수 있는 것으로 분석되어 주성분 분석 기법을 이용한 균열 열림 및 닫힘에 대한 신호해석이 가능한 것으로 나타났다. AE 신호의 주성분들을 입력변수로 사용한 인공신경망을 이용하여 균열 열림 및 닫힘을 분류할 수 있는 분류기를 개발하고 평가한 결과 분류기의 입력 변수로서 2개의 주성분을 이용 할 경우 전체 AE 파라미터를 입력변수로 사용한 경우 보다 분류 성능이 향상되었다.