• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.22.1-22.1
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• 2011

산업의 발달과 더불어 수송기기를 포함한 각종 구조물의 경량화에 따라 피로파괴에 대한 관심이 높아지고 있다. 과거에는 피로균열생성과 피로균열전파를 구분하지 않는 S-N (stress-cycles to failure) 피로 개념을 이용하여 구조재의 피로 거동을 이해하고자 하였다. 그러나 최근에는 모든 구조물에는 균열이 존재한다는 가정에서 시작된 파괴역학(fracture mechanics)에 기초한 피로균열성장 개념을 이용하여 피로에 대한 저항성이 큰 구조재를 개발하고 있으며, 구조물의 피로수명을 예측하고 있다. 본 발표에서는 미세조직, 인장특성, 용접이나 부식 환경 등이 금속의 피로 및 피로균열성장(fatigue crack propagation)에 미치는 영향에 대한 논하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권4호통권41호
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• pp.409-416
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• 1999

반복하중을 받는 용접구조물의 피로수명 추정에 있어서 파괴역학을 이용한 피로균열 진전해석방법은 매우 유용하다. 휨응력을 받는 바닥강판의 피로균열 진전해석 문제에서는 균일한 축하중 하에서의 피로균열 진전해석 절차를 동일하게 적용할 수 있다. 본 연구에서는 휨응력하에서 피로균열 진전수명을 계산하는 방법을 제시하고 2차원 균열 문제에서의 피로균열 진전을 다루었다. 수치적으로 계산된 균열진전은 균열길이가 증가함에 따라 피로균열의 진전속도가 점차 감소하고 실험결과와 잘 일치하였다. 피로 수명은 초기균열길이와 균열형상에 따라 달라짐을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.691-700
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• 1999

본 연구에서는 요소를 사용하지 않는 새로운 해석방법인 EFG(Element-Free Galerkin)법을 사용하여 복수의 초기균열을 지닌 강재가 반복피로하중을 받는 경우 균열들이 점진적으로 성장하여 부재가 파단에 이르는 과정을 해석적으로 규명하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 일반적인 피로균열성장법칙을 EFG법을 이용한 균열해석 알고리즘에 적용하여 복수의 균열들이 각각의 응력상태에 따라 차별적으로 성장해 나가는 과정을 해석할 수 있는 알고리즘을 도입하고 이를 바탕으로 다양한 하중상태하에서 복수의 균열들의 성장경로를 추정함과 동시에 이에 따른 잔존수명을 산정할 수 있는 기법을 제시하였다. 본 연구에서 제안된 해석방법을 피로균열 발생빈도가 큰 몇가지의 강부재 형태에 적용해 본 결과 다수균열 함유 부재의 피로균열 성장거동과 균열들의 피로수명을 성공적으로 예측할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.29-36
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• 1991

장섬유 강화 마그네슘 복합제(FP/ZE41A)의 피로 균열 성장 거동에 대한 열처리 효과를 규명한 것으로 TEM관측에 의해 알루미나 섬유와 마그네슘 복합 매트릭스간의 상호 접변을 완화시키기 위하여 풀림을 실시하였다. 피로 균열 성장 방향에 수직한 섬유와 평행한 섬유들에 대한 피로 균열 성장 거동에 관한 실험을 실시 한 바, 피로 균열 성장 방향에 수직한 시험편의 경우 열처리를 실시한 시험편은 잔류 응력을 제거시키지 않은 시험편에 비해 피로 균열 성장에 대한 더 많은 저항성을 갖고 있음을 알수 있었다. 그러나, 이에 반해 피로 균열 성장 방향에 평행한 시험편의 경우는 잔류 응력을 제거시키지 않은 시험편 이 열처리를 실시한 시험편에 비해 더 많은 피로 균열 성장 저항성을 내포하고 있다는 피로 균열 성장 거동에 대한 차이점을 발견할 수 있었다. 피로 파괴 표면에 대한 연성 파열과 섬유 박리를 SEM관찰한 결과 열처리는 피로균열 성장 거동에서 지적된 바와 같이 섬유와 매트릭스 상호면의 강도를 약화시킨다는 것을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제4권1호
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• pp.55-62
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• 2000

Pit형 표면결함으로부터 발생하는 작은 피로균열의 거동을 초음파의 표면파를 이용하여 이를 위하여 피로시험중인 Al 2024-T3를 시험재료, 피로시험도중 초음파를 이용하여 피로균열의 거동을 조사하였다. 즉, 피로시험에서 균열이나 Pit로부터 발생하는 작은 피로균열을 여러 응력조건하에서 나타나는 표면파의 반사특성에 관하여 연구하였다. 또한 이론적 결과와 실험적 결과를 상호 비교, 분석하였고, SEM을 사용하여 이들 작은 피로균열을 관찰하였다. 초음파를 이용한 피로균열의 균열 개구 거동에 관한 연구에서 피로균열의 유효균열 특성을 초음파법으로 평가 할 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.103-103
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• 2004

실제 작용하는 하중상태는 요소의 형상과 작용하중의 복잡성 때문에 혼합모드 하중상태를 나타낸다. 또한 혼합모드 피로균열은 전파과정 동안 부재의 구속형상이나 외부 작용하중의 급격한 변화에 의해서도 영향 받게 된다. 이로 인하여 피로균열은 균열선단에서 지속적이면서 급격한 응력 재분배의 상태를 경험한다. 그러므로 다양한 응력 재분배 상태에서의 혼합모드 피로균열에 대한 고찰이 필요하다. 본 연구에서는 응력 재분배상태 하에서 나타나는 혼합모드 피로균열의 전파거동에 대한 특징이 실험적으로 고찰되었다.(중략)

• 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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• 제14권2호
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• pp.79-89
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• 1996

일정진폭하중과 과대하중비 2.5의 단일 인장과대하중에 의한 4140강 용접부 의 피로균열성장거동을 실온과 -45.deg.C의 저온에서 피로시험과 파면관찰을 통하여 고찰하였다. 이때, 용접부 미시조직의 영향을 평가하기 위해 모재(parent metal), 열영향부(as-welded HAZ), 열처리된 열영향부(PWHT HAZ)로 나누어 응력비 0과 0.5로 CT시험편을 이용하여 피로시험을 실시하였다. 피로균열성장거동은 재료의 미시조직과 온도변화보다는 응력비에 크게 영향을 받았으며, 단일 과대하중에 의한 피로균열성장 지연효과가 모든 재료에서 상당히 크게 나타났다. 전자현미경에 의한 피로파면 관찰 결과, 실온에서는 연성의 스트라이에이숀과 -45.deg.C에서는 의벽개파면과 같은 피로 균열성장거동을 나타내고 있다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.36-41
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• 1997

액체금속로는 고온 하중 효과(피로, 크립, 크립-피로)를 고려한 내열응력설계가 중요하다. 최근에는 액금로 후보재료로서 종래의 스테인레스강에 질소를 첨가하여 고온강도를 계량한 316LN 스테인레스강이 개발되었다. 본 연구에서는 액체금속로 재료의 가장 지배적인 손상 기구로 인식되고 있는 피로-크립 파손에 대한 설계자료를 확보하기 위해 DCPD(Direct Current Potential Drop)법에 의한 고온피로균열 측정 시스템을 개발하고 316L 및 스테인레스강인 316LN 스테인레스강에 대한 고온 피로균열진전시험을 수행하였다. 본 연구에 의해 개발된 피로균열진전속도 측정 시스템에 의하면 25$\mu\textrm{m}$ 이하의 분해능으로 균열길이를 측정할 수 있다. 한편 316L 스테인레스강에 질소를 적당량 첨가하면 상온에서 $600^{\circ}C$사이의 온도에서 피로균열진전에 대한저항성이 증가하는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.921-927
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• 1989

본 연구에서는 피로 균열의 진전 특성 및 표면 균열과 같은 3차원 균열의 진전 특성에 나타나는 재질 열화의 영향, 열화와 피로 파괴 형태의 관계, 균열진전 속도의 분산(scattering)과 열화의 관계등에 주목해서 열화재와 회복재의 2종류의 재료를 사용해, 피로 시험에 의한 균열진전의 실험적 특성을 고찰하였다. 또한, 저자들의 종래 관통 균열 진전 특성에 대한 연구 결과를 응용해서 열화와 균열진전의 확률특성을 고려한 표면균열 진전에 대한 시뮬레이션(simulation)을 행해서 피로 수명 예측에 미치는 열화의 영향에 대해 검토해 보았다.