• 제목/요약/키워드: 피로분석

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섬유 방향에 따른 복합재 피로특성에 관한 연구 (Fatigue Behavior of Composites with different Fiber Orientation)

  • 강태영;안효성;전흥재;박종찬
    • Composites Research
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    • 제34권2호
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    • pp.77-81
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    • 2021
  • 복합재료의 높은 비강도와 비강성으로 인해 복합재료는 다양한 산업분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 특히, 탄소 섬유 강화 복합재는 많은 기계적인 구조물에 널리 사용된다. 또한 이방성 특성을 갖는 탄소 섬유 강화복합재는 금속 재료와 달리 섬유 방향에 따라 피로 거동을 이해하는 것은 구조 설계에 있어서 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 비낌 축(off-axis) 시편에 따라 복합재료의 피로 수명에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 이를 위해 복합재료의 비낌 축 시편(0°, 10°, 30°, 45°, 60°, 90°)에 대해 인장 및 피로 시험을 수행하였다. 피로 시험 결과, 복합재의 피로 강도는 섬유 방향이 0도로부터 조금 벗어날수록 피로 강도가 크게 감소하였으며 많이 벗어날수록 적게 감소하였다. 이는 적층 각이 커질수록 섬유의 하중을 지지하는 역할이 감소했기 때문이다. 또한 복합재의 피로 선도에 비낌 축 각도를 평준화하는 피로 강도 비율을 도입하여 피로 수명의 경향을 분석하였다. 피로강도 비율(Ψ)-피로 수명 선도를 이용하여 적층 각도와 관계없이 피로 수명을 단일선으로 표현하였다. 피로 강도비율을 통해 평준화된 피로 선도를 이용하면 2개 이상의 비낌 축 각도를 가지는 복합재의 피로 선도만으로도 임의의 다른 비낌 축 각을 가진 동일한 복합재의 피로 수명 곡선의 도출이 가능하다.

만성질환 노인의 우울 및 신체활동이 피로에 미치는 영향 (Effects of Depression, and Physical Activity on Fatigue among Elderly with Chronic Disease)

  • 이은주;박은아
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.260-268
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    • 2016
  • 본 연구는 만성질환자 노인의 피로, 우울 및 신체활동의 정도와 그 관계를 밝히고, 우울 및 신체활동이 피로에 미치는 영향을 파악하기 위한 서술적 조사 연구이다. 연구 대상자는 경북지역의 3곳의 의료기관 외래를 방문한 500명의 만성질환 노인이었으며, 자료는 일반적 특성, 피로, 우울과 신체활동에 관한 설문지를 통해 수집되었다. 수집된 자료는 ANOVA, t-test, sheffe test, pearson's correlation coefficient와 hierarchial regression으로 분석하였다. 연구결과 만성질환자의 피로는 우울과는 음의 상관관계를, 신체활동 정도와는 양의 상관관계를 보였고, 일반적 특성과의 차이비교에서는 연령과 성별, 학력에서 차이가 있었다. 또한 피로와 차이를 보인 연령, 성별 및 학력을 통제하기 위해 위계적 회귀분석을 실시한 결과 1단계 모형에서 연령, 성별 및 학력은 피로에 6%의 영향력을 가지고 있었고, 2단계 모형에서는 우울과 신체활동은 만성질환 노인의 피로에 16%의 영향력을 갖는 것으로 나타났다. 결론적으로 만성질환자 노인의 피로는 우울 및 신체활동에 영향을 받으므로 우울의 중재와 신체활동 향상를 위한 노력은 피로를 감소시키는 데에 도움이 될 수 있다. 따라서 만성질환을 가진 노인에 대한 피로 중재에는 우울을 감소시키기 위한 방안과 신체활동을 증가시킬 수 있는 전략이 함께 포함되어야 할 것이다. 본 연구 결과는 만성질환 노인의 피로 정도를 감소시키기 위한 전략을 개발하는 데에 기초자료로 활용할 수 있다.

피로손상의 누적에 따른 강성변화를 고려한 점용접부의 진동피로해석 (Vibration Fatigue Analysis of Spot Welded Component considering Change of Stiffness due to Fatigue Damage)

  • 강기원
    • 한국융합학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.1-8
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    • 2014
  • 본 논문의 목적은 진동 피로해석 기법을 적용하여 다수의 용접점을 포함하고 있는 점용접 구조물의 강성변화를 고려하여 피로수명을 평가하는 것이다. 먼저 모재부 인장특성 및 점용접부의 인장 및 피로특성을 획득하였다. 유한요소법을 적용하여 S-N 선도를 획득하여 피로해석에 적용하였다. 주파수 응답해석을 수행하여 구조물의 전달함수를 획득하였고, 주파수영역에서 0.11의 PSD를 선정하여 수행하였다. 강성변화 및 고유진동수의 변화를 알아보기 위하여 점용접부의 총 6개 지점 중 최소수명이 발생하는 지점을 기준으로 1개씩 제거하여 반복 해석을 수행하였다. 따라서 강성이 낮아질수록 고유주파수도 낮아지는 것을 확인하였다. 이러한 조건하에서 진동피로해석을 수행하여 피로손상의 누적에 따른 전달합수의 변화를 고려한 진동피로해석을 수행하였다.

주관적인 3차원 피로감 측정 방법에 대한 휴먼팩터 연구 (Human Factor Research on the Measurement of Subjective Three Dimensional Fatigue)

  • 이형철
    • 방송공학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.607-616
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    • 2010
  • 현재까지 제안된 3차원 시각피로 측정 방법은 측정의 타당도가 결여되어 있고 시각피로의 복합적인 특성을 제대로 파악해 내지 못 하는 단점이 있다. 본 연구의 목적은 3차원 시각피로의 구성요인을 분석하고 안정적으로 타당하게 주관적인 시각피로를 측정하는 방법을 제안하는 것이다. 연구결과는 다음과 같이 요약된다. 첫째, 시각피로가 네 개의 독립적인 하위요인(시각적 스트레스, 안구 통증, 신체 통증, 상 흐림 요인)으로 구성되어 있음을 규명하였고, 둘째, 네 개의 요인으로 구성되어 있는 3차원 시각피로를 측정할 수 있는 29개의 문항을 개발하였으며, 셋째, 시각피로에 영향을 미칠 것으로 기대되는 시청시간과 양안시차의 조작이 개발된 측정 방법을 이용하여 측정된 시각피로에 실제로 영향을 미침을 확인하였다. 이와 같은 결과는 본 연구에서 제안하는 시각피로 측정 방법이 3차원 시각피로를 타당하게 측정함을 시사한다.

민간 경호.경비원들의 근무시간이 피로에 미치는 영향 (Effect of Working Hours on Fatigue and Fatigue Induced Factor in Private Guard and Security)

  • 박석;정석현;최무영
    • 시큐리티연구
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    • 제17호
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    • pp.131-141
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    • 2008
  • 이 연구는 민간 경호 경비원들의 대상으로 근무시간에 따른 피로수준을 조사하고 피로유발 물질인 젖산, 무기인산 그리고 암모니아를 비교 분석하여 피로도와 관련성을 파악해 보고자 실시하였다. 이를 위해 서울 경기지역 경호 경비업체에 종사하고 있는 남자 200명을 대상으로 설문조사를 실시하여 근무시간 40시간 미만, 40$\sim$50시간 그리고 50시간 이상 3집단으로 분류하였으며, 설문대상자 중 각 집단별로 12명씩 총 36명을 대상으로 혈중 피로유발물질 검사를 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 근무시간에 따른 일반피로는 근무시간이 많아질수록 높게 나타났다. 2. 근무시간에 따른 혈중 피로유발물질(젖산, 무기인산, 암모니아)의 농도는 근무시간이 많을수록 높은 농도를 나타냈었다. 이 연구 결과를 볼 때, 민간 경호 경비원들의 일반피로 및 혈중 피로유발물질은 근무시간에 많은 영향을 받는다고 볼 수 있다. 결론적으로 민간 경호 경비원의 피로를 감소와 건강증진을 위해서는 주당 근무시간을 줄여야 할 것이다.

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${\Delta}J$-적분을 이용한 점탄성 재료의 피로균열 성장분석 (Analysis of Fatigue Crack Growth in a Viscoelastic Material using ${\Delta}J$-integral)

  • 유성문;지광습;차우 딘 단;이현종;문성호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.483-491
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    • 2010
  • 본 논문에서는 점탄성 재료의 피로균열 성장을 분석하기 위해 ${\Delta}J$-적분을 이용하였다. J-적분의 계산 시 기존의 수치해석 방법이 아닌 해석적인 적분 해를 도출하여 계산시간을 절감하고 정확도를 크게 높였다. 계산 시 응력확대계수는 특정 균열에 대해 참조하는 방법이 아닌 유한요소해석을 통해 구하는 방법을 사용하였다. 기존의 ${\Delta}K$를 이용한 피로균열 예측과는 달리 크리프 변형계수, 단 두 개의 피로성장 모델 변수만을 가지고 다양한 하중과 하중주기에서의 피로균열 성장을 성공적으로 분석할 수 있었다.

일부 사무직 공무원의 사회심리적 스트레스와 피로수준에 관련된 요인 (Factors Related to Psychosocial Distress and Fatigue Symptoms among Clerical Public Officers)

  • 조광희;배남규;박정아;조영채
    • 농촌의학ㆍ지역보건
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    • 제33권1호
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    • pp.11-26
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    • 2008
  • 본 연구는 행정공무원을 대상으로 이들의 사회심리적 스트레스 및 피로수준을 파악하며, 이에 관여하는 제 특성을 알아보고자 대전광역시에 소재하고 있는 정부 공공기관의 일반 사무직 행정공무원 1,005명을 대상으로 자료를 수집하였다. 연구에 사용한 설문지의 구성은 조사대상자의 인구사회학적 및 직업관련 특성, 건강관련행위, 업무요구도, 업무자율성, 직장의 사회적지지, A형 행동유형, 통제신념, 자기존중감, 사회심리적 스트레스 수준, 피로수준 등으로 구성하였다. 분석은 사회심리적 스트레스 및 피로수준을 종속변수로, 기타 제 변수를 독립변수로 하여 단변량 분석 및 위계적 다중 회귀분석을 실시하였다.연구 결과, 사회심리적 스트레스나 피로수준은 인구사회학적 특성이나 직급, 근무경력 등의 직업관련 특성뿐만 아니라 건강관련행위의 실천 여부, 직무요구도, 직무자율성, 직장 내에서의 사회적 지지와 같은 직무내용 및 인성(A형 행동유형, 통제신념)이나 자기 존중감 등에 의해서도 많은 영향을 받고 있음을 알 수 있다. 따라서 공무원들의 스트레스나 피로를 감소시키기기 위해서는 직무내용의 개선 및 인성관리를 위한 프로그램의 개발 및 시행이 필요할 것으로 생각된다.

압입축에 발생하는 프레팅 마모가 피로균열 발생 위치에 미치는 영향 (The Effect of Fretting Wear on Fatigue Crack Initiation Site of Press-fitted Shaft)

  • 이동형;권석진;최재붕;김영진
    • 한국철도학회논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.546-553
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    • 2007
  • 본 연구는 압입축에 프레팅이 발생할 경우 프레팅 마모에 의한 접촉형상의 변화가 접촉응력의 분포, 균열발생 위치에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 압입축의 프레팅 피로실험시 측정한 접촉면의 프로파일을 이용하여 유한요소 해석을 수행하고 피로 사이클별 마모형상 변화에 따른 접촉면의 응력 변화를 분석하였다. 접촉면의 응력 해석결과를 이용하여 프레팅 피로손상 파라미터와 다축 피로이론를 적용하여 마모에 따른 균열발생위치의 변화를 해석하고 실험과 비교, 분석하였다. 프레팅 마모에 의해 접촉 끝단의 응력집중은 초기에 급격하게 감소하며, 마모가 진행될수록 응력집중의 위치는 접촉끝단에서 안쪽으로 이동한다. 따라서 프레팅 마모에 의한 접촉응력의 변화가 균열발생 위치의 변차와 다중균열발생의 주요원인임을 명확히 하였다.

피로효과를 고려한 레일패드의 정적스프링계수 변화에 따른 콘크리트 슬래브 제도의 거동분석 (A Behavior Analysis of HSR Concrete Slab Track under Variety of Rail Pad Static Stiffness on Fatigue Effect)

  • 박용걸;강기동;최정열
    • 한국철도학회논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.499-505
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    • 2007
  • 본 연구의 주목적은 고속선 콘크리트 슬래브 궤도시스템에서 레일패드의 피로효과에 따른 영향을 분석하는 데에 있다. 이에 3차원 해석모델 및 실내시험을 통해 도출된 레일패드의 피로효과(경화, 스프링계수 증가)가 고속선 궤도의 역학적 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서는 콘크리트 슬래브 궤도의 적정 탄성력 확보여부를 의미하는 레일패드의 적정스프링계수 산정에 관한 연구의 일환으로 고속철도 콘크리트 슬래브 궤도에 적용된 레일체결시스템에 대한 실내시험을 통한 레일패드의 정적스프링계수를 산정하고 체결시스템에 대한 피로시험을 통해 도출된 피로효과가 고려된 레일패드의 스프링계수 변화를 해석모델에 적용함으로써 향후 고속선 콘크리트 슬래브 궤도운영에서의 열차 주행안정성 확보 및 합리적인 궤도유지관리를 위한 기초데이터를 확보하고자 한다.