• 수산해양기술연구
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• 제36권2호
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• pp.147-154
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• 2000

실온 대기 중에서 탄소강배관(STS370)의 피로시험을 행하였다. 배관에는 외부결함을 인공적으로 상정하여, 피로균열진전 및 관통의 거동, 균열형상, 누설 및 파단수명, 균열개구변위를 실험과 이론의 양면으로부터 비교·검토하였다. 특히, 배관의 벽두께 관통후에 있어서의 응력확대계수를 평가하기 위하여 새로운 식을 제안하였다. 피로균열이 관벽을 관통하기 전에 있어서는 판모델에 의한 Newman-Raju의 응력확대계수 평가식을 이용하므로서 aspect비와 누설수명 등 관통전의 피로균열성장거동을 평가할 수 있음을 나타내었다. 또한, 피로균열이 관벽을 관통한 후에 있어서는 본 논문에서 제안한 배관모델에 의한 응력확대계수의 평가식을 이용하여 관통후의 균열형상, 파단수명 및 균열개구변위 등 관통후의 피로균열성장거동을 평가하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제13권4호
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• pp.7-13
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• 1995

마이크로솔더링에 의한 전자기기는, 사회기능의 중추가 되는 컴퓨터, 통신 기기, 항공기 인공위성 등의 제어계를 구성하므로, 그 접속부에 대한 높은 신뢰성의 요구는 그 무엇보다 중요하다. 전자기기에 있어서의 솔더 접속부는 집과 기판의 전기 적.기계적 접속의 역할을 하고 있으며, 따라서 개개의 접속부의 파단은 전체의 불량 으로 연결된다. 실제 전자콤포넌트와 그 시스템의 단선 등의 사고에 있어서 자주 발생 하는 사고중의 하나가 솔더접속부의 단선에 의한 것이며, 그 단선중에서도 가장 보편 적이며 또한 대단히 심각한 문제로서 주목을 받고 있는 것이 솔더접속부의 열피로파단 이다. 전자기기를 사용할 때, 스위치의 on-off에 의한 power cycle과 환경의 온도변화 에 기인하는 반복열 사이클은 솔더접속부의 피로를 일으키게 되고, 결국에는 사용중에 파단을 초래하게 된다. 이러한 온도변화의 범위는 약 -55.deg. - 150.deg.C로 예상할 수 있으며, 여기서 최고온도인 150.deg.C는 Pb-Sn 공정합금의 경우 0.9Tm.p.이상의 고온에 해당한다. 이 피로는 등온적으로 또는 열사이클중에 발생하기도 한다. 솔더접 속부의 열피로수명은 대부분의 공업재료에서 나타나는 저사이클피로거동과 유사하게 발생하며, 솔더 접속부에 인가되는 열변형/응력(thermal strain/stress)의 크기에 크게 의존하는 것으로 알려져 있다. 솔더는 서로 다른 열팽창계수를 갖는 칩과 회로 기관의 두종류의 재료를 접속하기 때문에, 상기한 바와 같은 반복열사이클에 의하여 발생하는 열변형/응력이 접속부의 피로.파단을 야기시킨다. 이러한 솔더접속부에 대한 주기적인 응력/변형의 인가는 접속부에 내.외적으로 현저한 변화를 야기시키게 되고, 열피로로 연결되며 결국에는 시스템의 전기적 단선을 초래하게 된다. 또한 열피로파단 현상는 변형/응력의 크기 뿐 만아니라 솔더합금자체의 야금학적인 물성에도 크게 의존 하며, 내적.외적인 열변화에 의한 야금학적인 특성변화도 크게 영향을 미친다. 솔더 접속부의 신뢰성에 대한 연구는, 그 중요성에 비추어 볼 때, 지금까지 수많은 연구가 행하여져 왔다. 그러나 신뢰성과 관련된 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에서의 연구는 비교적 적은 편이다. 따라서 본 해설에서는 전자기기의 마이크로 솔더접속부 에서 발생하는 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에 중점을 두어 서술하고자 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제19권2호
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• pp.36-46
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• 1995

In this paper, fatigue crack propagation behaviors were investigated experimentally for the materials, carbon steel forgings (SF45A, SF50A, SF60A) which are used in the marine propeller shaft. The results obtained are as follows: The number of cycles required to grow crack length 1.30mm from microcrack initiation was about 60% of the total fatigue life. Fatigue crack propagation rate was expressed by the equation d(2a)/dN_B 2a/$N_f$ and the result was agreed well with the experimented data. And the equation d(2a)/dN=$C{\sigma}_a^m(2a)^n$ was evaluated also. Obtained material property m and n are 3~5 and 1-1.5 respectably, and the result was reasonably agreed to the data obtained from experiments.

• Composites Research
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• 제12권2호
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• pp.53-61
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• 1999

복합재료의 파단식은 강도계수의 산정이 쉽고, 형상이 유연하며, 논리적인 단순성을 유지하기 위하여 각 파단모드와 하중조건을 고려하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 인장 및 비틀림의 이축하중에 대한 등가강도를 도입함으로써 새로운 파단식을 유도하였다. 이축 실험 결과는 등가이축강도가 cos($tan^{-1}R_b$)의 지수함수로 표현됨을 보였다. 이축하중의 파단강도는 일방향 인장강도 및 비틀림강도와 이축비의 함수로 예측할 수 있다. 실험 데이터의 산포성은 Weibull 분포함수와 등가이축강도 개념을 이용하여 분석하였다. 또한, 일방향 인장 및 비틀림 S-N 선도로부터 복합하중하의 S-N 선도를 구할 수 있는 피로해석법을 평면 응력 모델을 기반으로 개발하였다. 예측결과는 적층복합재료의 이축강도와 피로수명의 실험 데이터와 잘 일치하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권6호
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• pp.834-840
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• 2008

We carried out fatigue testing with materials of aluminum alloyC7075-T6, 2024-T4) by rotary bending fatigue tester. We investigated fatigue limit, fatigue crack initiation, fatigue crack propagation behavior and possibility of fatigue life prediction to the different small circular hole defect. The summarized result are as follows; Fatigue limit of the smooth specimens were related tensile strength and yield strength. In case of more large applied stress and small circular hole crack defect, the fatigue crack was grown rapidly. The fatigue crack propagation behavior proceed at according to inclusion. Fatigue crack propagation ratio appeared instability and retardation phenomenon in the first half of fatigue life but appeared stability and replied in the latter half. On other hand, this experimental data of the materials are appeared fatigue life predictability.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1119-1129
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• 2011

쇼트피닝(shot-peening) 처리를 한 베어링강의 고사이클 피로거동을 연구하였다. 열처리한 베어링강(JISSUJ2) 시험편과 열처리 후 쇼트피닝 표면가공을 추가한 시험편을 사용해 회전굽힘피로시험을 수행하고 파단 된 시험편의 파면을 분석하였다. 시험편의 피로파괴는 표면 결함에서 비롯된 표면 파괴와, 내부의 비금속개 재물에서 비롯된 내부형 파괴의 두 종류로 발생하였다. 내부 파괴의 경우 비금속 개재물 주변에 어안(fisheye) 모양의 파괴양식이 관찰되었다. 개재물은 표면으로부터의 깊이와 형상에 따라 피로 수명에 큰 영향을 주었다. 쇼트피닝 가공을 한 베어링강은 저사이클 하중영역 및 고사이클 하중영역에서 모두 피로수명이 향상되었으며, 하중이 작아질수록 피로수명의 개선은 더욱 커졌다. 또한 2 모수 와이블(Weibull) 분포를 이용하여 베어링강의 확률-응력-수명 (P-S-N) 곡선을 구하여 신뢰도 높은 피로수명 예측을 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권11호
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• pp.979-986
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• 2016

등속조인트의 일종인 트리포드 축은 동력전달용으로 고속열차의 KTX와 KTX-산천에 모두 적용되고 있으며, 동력대차에서 모터 감속장치(MRU)와 차축 감속장치(ARU)를 연결해 고속회전동력을 전달하는 핵심 요소이다. 축 방향의 미끄럼 운동이 가능한 트리포드 축은 열차 구동을 위한 토크를 전달하며, 동력전달 시스템에 과토크 발생 시 축의 퓨즈부가 절단되어 동력을 차단한다. 본 연구에서는 리니어 액추에이터를 이용한 대용량 비틀림 시험장치의 개발과 이를 이용한 트리포드 축의 정적 비틀림 강도와 피로수명을 확인하고자 하였다. 또한 구조해석을 통해 축의 취약부를 파악하고 비틀림 피로해석 결과와 실제 피로시험의 결과를 비교분석하여 비틀림 성능 개선을 위한 설계안을 제시하고자 하였다. 한편 트리포드 축의 피로에 따른 열화를 파악하기 위해 히스테리시스 곡선을 이용하였으며, 히스테리시스 곡선의 기울기 변화를 통해 피로고장 시점을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권1호
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• pp.76-82
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• 2002

In this study, the rotary bending fatigue test was carried out with low carbon steel(SM25C). The specimens were heat-treated in order to change the grain size, and investigated items are fatigue limit, small crack initiation, fatigue crack propagation behavior and possibility of fatigue life prediction according to the different grain size. The summarized result are as follows ; Fatigue limit of the smooth specimen was dependent upon the grain size. The fatigue crack initiation of the small grain size specimen was delayed more than that of the large grain size specimen. And the small cracks of small grain size specimen were distributed in the narrow region of the main crack circumference contrary to the large grain size specimen. The main crack was grown along the grain boundary having co-alliance with small cracks. The experiment material has quantitatively disclosed the possibility of fatigue life prediction because the fatigue crack propagation behavior is dependent upon the grain size.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.186-192
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• 2002

The fatigue crack propagation characteristics were investigated on dissimilar friction weld of two kind of heat-resisting steels (STR3 and STR35) commonly used in valve materials for vehicles. A small circular artificial defect was machined to induce fatigue crack at bonded line, heat affected zone and base metal of the weld on the surface of the specimens. From the results of the experiment, the fatigue limits of the materials STR3 and STR35 were obtained to be 429.0MPa and 409.4MPa respectably. The STR35 base metal and 1.0mm HAZ specimens showed 190% and 82% higher fatigue life than STR3 base metal. And the fatigue life of 1.0mm HAZ specimen was shown 99% on STR3 and 29% on STR35 higher than that of their base metal. But the fatigue life of weld interface specimen was shown 18% on STR3 and 72% on STR35 lower than that of their base metal because of the weld interface separation.

• 한국해양공학회지
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• 제15권2호
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• pp.94-98
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• 2001

fatigue life and nondestructive evaluation were examined experimentally using surface crack specimen and compact tension specimen of 5083 aluminium alloy. Acoustic emission signals emanated during failure of aluminum alloys has been the subject of numerous investigations. Possible sources of AE during deformation have been suggested as the dislocations, fracture of brittle particles and debonding of these particles from the alloy matrix. Fatigue life and penetration behavior of long surface crack can be evaluated quantitatively using K values proposed by authors. The influence of stress ratio on the frequency characteristics of AE signals were investigated.