• 기계저널
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• 제55권2호
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• pp.45-49
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• 2015

해석 및 측정 기술의 발전과 고내구성 소재 개발 등으로 인해 그동안 무한 수명으로 여겨져 왔던 천만 회의 피로수명을 넘어 운용되는 구조물들이 많아졌다. 이 글에서는 초고주기 피로현상과 이에 기초한 내구 설계의 개념 변화 및 시험법 등에 대해 소개하고자 한다.

• 기계저널
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• 제52권7호
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• pp.50-53
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• 2012

피로는 하중이 반복됨에 따라 균열이 발생하고 진전하여 마침내 파단에 이르게 되는 현상으로 강 구조물 고장의 원인 중 70% 이상을 차지하고 있다. 이 글에서는 기본적인 피로수명 평가방법에 대하여 살펴보고 이를 바탕으로 용접구조물의 피로안전도를 평가하는 기술에 대하여 정리하여 보았다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권6호
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• pp.24-33
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• 2000

피로현상의 진행에 따라 발생하는 하부전극 주위의 산소공공 축적현상을 적용하여 강유전체 박막의 switching 특성과 MFSFET 소자특성을 시뮬레이션하였다. Switching 모델에서 relative switched charge는 피로현상 전에 0.74 nC 이였으나, 피로가 진행되어 50${\AA}$의 산소공공층이 생성된 후에는 불과 0.15nC 로서 산소공공층이 분극반전을 강력하게 억제함을 알았다. MFSFET 소자의 모델에서 C-V_G와 I_D-V_G 곡선은 2 V 의 memory window를 나타내었고, 캐패시턴스 특성에서 축적과 공핍 및 반전 영역은 확실하게 표현되었다. 그리고, $I_D-V_D$ 곡선에서 두 부분의 문턱전압에 의해 나타난 포화드레인 전류차이는 6mA/$cm^2$이었다. 그러나, 50${\AA}$의 산소공공층이 축적된 후, $I_D-V_D$ 곡선에서 포화 드레인 전류차이는 피로현상이 없는 경우에 비해 약 50% 감소하여 산소공공층이 소자 적용에 난제임을 확인하였다. 본 모델은 강유전체 박막의 다양한 특성과 임의의 강유전체 박막을 사용한 MFSFET 소자의 동작을 예측하는데 중요한 역할을 할 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국기계연구소 소보
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• 통권16호
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• pp.111-116
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• 1986

엔지니어링 데이터로서 금속재료의 저주기 피로특성 규명은 중요한 의미를 가지며 이에 관한 연구는 1950년대 초부터 본격적으로 시작되었다고 볼 수 있다. 저주기 피로과정은 응력 반복수가 1-20,000회 정도에서 파괴가 일어나는 현상을 주 대상으로 하며 이의 이론적 설명을 위하여 Coffin 1) 과 Manson 2) 의 정리를 요약하여 인용하고자 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.78-78
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• 2004

기계 및 구조물의 설계시에는 허용응력 이하의 설계 조건으로 설계하지만 반복 작동을 하게 되는 기계 시스템의 경우에는 피로에 의한 파괴 현상이 나타나게 된다. 대부분의 기계 및 구조물은 사용시 변동 하중 상태에 놓이는 경우가 많게 되고 이로 인해 변동 응력이 작용되며 그 재료의 정적 강도보다 상당히 작은 간이라도 반복횟수가 증가함으로써 금속재료의 강도가 저하되어 결국 피로 파괴가 발생한다. 자동차, 항공기, 압축기, 펌프, 터빈 등과 같이 반복 작동을 하게 되는 기계 시스템에서 일어나는 파괴 현상 중에서 피로 파괴가 차지하는 비율이 점차 늘어나고 있다.(중략)

• 한국결정성장학회지
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• 제14권5호
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• pp.199-203
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• 2004

유사구강 분위기인 인공타액 조건하에서 인공치아용 상부구조물 재료 중 하나인 3Y-TZP를 500~3000 N의 하중 조건으로 $10^6$ 횟수까지 헤르찌안 반복하중을 가하여 그 피로특성을 압입손상과 강도저하현상으로 관찰하였다. 500 N의 하중에서 $5\times10^5$ 반복 횟수까지 피로실험결과, 강도저하 및 균열현상은 관찰되지는 않았지만 반복하중 값이 증가함에 따라 링 균열에서 방사상 균열로 전이되었을 때 급격한 강도 저하현상이 관찰되었다. 또한 강도 저하 현상은 유사 구강분위기하에서 반복 하중 접촉시 발생한 균열을 통해 침투한 인공타액의 화학적 침식으로 가속화 되었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.477-486
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• 1986

본 연구에서는 SM20C를 모재로 하여 입경의 크기가 다른 3종의 복합조직강을 제작 동일한 분위기에서 저 및 고사이클 전영역에 걸쳐 피로특성을 검토하고져 한다. 제일보는 그 중 저사이클특성에 대한 보고이다. 일반적으로 저사이클 피로현상은 재 료가 탄소성 상태하에서 전위, 미소크랙, 보이드(void) 등의 인자가 복합적으로 작용 하여 발생함으로 변형률속도, 제어파형, 온도, 시험방법 및 분위기에 따라 많은 영향 을 받는다. 따라서 본 연구에서는 두가지 실험방법을 사용, 응력-변형율거동을 검토 복합조직강의 피로특성과 입경크기가 피로거동 및 강도에 미치는 영향을 비교 고찰하 였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.500-503
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• 2010

본 논문에서는 산업용 용접구조물의 피로성능 평가를 위한 시간 및 비용 절감형 전산피로시험법을 개발한다. 임의의 하중에 놓인 용접구조물의 성능저하 현상(균열발생 및 진전 등)을 손상역학에 기반하여 역학적으로 기술하고 자체개발한 유한요소해석코드에 탑재하여 이를 전산적으로 시뮬레이션한다. 정도 높은 용접구조물 전산피로시험법의 개발을 위해 용접잔류응력과 재료파라미터를 자체개발한 유한요소해석코드를 통해 구현한다. 개발된 전산피로시험법은 용접구조물의 피로시험 결과와 비교함으로서 제안 기법의 적합성 및 유용성을 검증한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.880-886
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• 1991

본 연구에서는 이미 크랙전파의 제단계에 있는 평골재의 정유 크랙을 대상으 로, COD를 고정밀도로 측정하는 것을 주된 수단으로하여, 피로한도의 존재유무를 지배 하는 미소크랙의 정유구조를 상세히 밝히고자 한다. 또한 변형시교에 근거한 현상으 로만 알려져온 과소응력효과, coaxing효과를 크랙폐구현상의 관점에서 검토하여, 크랙 정유현상의 본질적인 이해를 얻고자 한다.