• 한국건축시공학회지
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• 제19권6호
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• pp.495-501
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• 2019

최근 철근의 대체재로서 인장강도나 내부식성이 좋은 CFRP(carbon fiber reinforced polymer)를 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 현재 피로 파괴에 대한 연구는 미비한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 CFRP보강 콘크리트 보를 제작하여 정적 및 반복 하중에 따른 역학적 거동과 파괴형태를 분석하고 철근의 대체 재료로서 CFRP 보강근 사용에 대한 안전성과 타당성을 평가하도록 하였다. 반복하중의 범위는 극한하중의 10~70%를 취하고 3점 재하방식으로 sine파를 이용한 3Hz의 속도로 재하 하였다. 정적 실험결과 보강량의 증가에 따라 보의 최대하중이나 강성은 현저하게 증가하였지만 피로 실험결과 보강량의 증가에 따라 반복 횟수는 감소하고 처짐량은 증가하여 안전성은 다소 감소됨을 알 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제7권2호
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• pp.66-72
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• 2003

Recently, the steel parts used at the aerospace and automobile industries are required to be used light weight parts. Therefore, used material, steel have to be a high stress, which is an indispensable condition in this field. At the consideration of parts design, high hardness of the lightweight parts have an benefit of saving fuel and material. A high stress of metal has a point of difference according to the shape of design, external cyclic load and condition of vibration. A crack generates on the surface of metal or under yield stress by defect of inner metal defect or surface defect and slowly, this crack grow stable growth. Finally, rapidity failure phenomena is happen. Fatigue failure_phenomena, which happen in metal, bring on danger in human life and property therefor, anti-fatigue failure technology take an important part of current industries Currently, the shot peening is used for removing the defect from the surface of steel and improving the fatigue strength on surface. Therefore, this paper investigated the effect on frcature toughness using shot peening which is improve the resistance of crack growth and crack expansion rate by fatigue that make a compressive residual stress on surface.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제34권5호
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• pp.424-429
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• 2009

본 연구의 목적은 니켈 티타늄 전동파일의 피로 파절에 파일의 단면 형태가 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 6 종의 ProFile (Dentsply), Mtwo (VDW), K3 (SybronEndo), Heroshaper (MicroMega), NRT (Mani), Alpha system (KOMET) 니켈-티타늄 전동 파일(ISO 30 size/.04 taper)을 각 10개씩 실험군으로 배정하고 실험을 진행하였다. 니켈 티타늄 전동파일에 반복적인 장력과 압축력을 재현시킬 수 있는 피로파절 실험기(Denbotix)와 연결된 토크 조절 전동모터(Aseptico)에 각 군의 파일을 연결하여 300rpm 속도로 만곡도가 60도이고 5mm의 반경을 가진 인공 금속 근관 내를 6 mm pecking depth로 작동시켰다. 각 파일의 파절시간을 측정하고 통계 분석하여 유의성을 분석하였으며, 각 군의 파절된 모든 파일의 파절면을 주사전자현미경을 이용한 fractographic analysis를 통해 파절 역학을 규명하였다. 또한 각 군에서 3개의 사용하지 않은 새 파일을 clear resin에 매몰하고tip에서부터 3mm 지점을 횡절단하여 Image-Pro Plus (Imagej 1.34n, NIH) 소프트웨어로 절단면의 단면적을 측정하고 단면적의 크기와 피로 파절과의 상관성도 평가하였다. 실험 결과 NRT와 ProFile이 다른 실험군에 비해서 유의성 있게 높은 피로 파절 저항성을 보였다(P < .05). 또한 파일의 단면적은 피로파절 저항성과 통계학적인 유의성은 보이지 않았다. Fractographic analysis 결과 모든 시편에서 파절면은 ductile fracture와 brittle fracture가 혼재된 양상으로 나타났다. 결론적으로 니켈 티타늄 전동 파일의 단면적의 크기는 피로파절 저항과는 상관성이 적었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.723-730
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• 2008

철도교량은 무거운 축하중이 작용하여 구조부재의 전체 강도에서 활하중이 차지하는 비율이 높기 때문에 피로에 의한 손상이 클 뿐만 아니라 계속적으로 변화하는 하중환경에 의해 피로손상이 빠르게 진행될 가능성이 있으므로 이에 대한 안전성을 체계적이고 분석적으로 평가할 수 있는 방법이 요구된다. 철도교량에서 구조부재별 피로균열의 생성위치 및 성장속도는 발생응력의 범위와 횟수, 구조시스템의 강성에 관련되어 있다. 구조시스템의 강성은 계획주체, 설계자, 시공자, 유지관리주체 각각의 특성과 불확실성을 포함하고 있으며, 시간의존적 하중과 저항의 특성에 의해서 추계학적으로 변화하게 된다. 그러므로 이러한 하중 및 저항에서의 각각의 불확실성을 정량적이고 객관적으로 표현할 수 있는 신뢰성에 기초한 평가기법을 개발하였다. 철도 및 지하철교량 등의 피로파괴에 대한 확률론적 평가를 위하여 응답면 기법(Response Surface Method, RSM)과 일계이차 모멘트 기법(First Order Second Moment method, FOSM)을 사용하여 피로균열진전과 잔존수명을 평가하였다. 응력변동 범위를 설계변수로 변화시키면서, 중요한 설계입력 변수로 한계상태 방정식을 구성하고 다양한 피로 수명(100년, 75년 등)후의 파괴확률을 예측하여 설계피로수명에 대한 신뢰성 지수계산 및 발생확률을 분석사례로 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1027-1035
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• 2016

내식성과 기계적 성능이 우수한 316L 스테인리스 강의 저주기 변형률제어 피로시험에서 3가지 변형률진폭과 3가지 변형률비의 조건이 피로수명에 미치는 효과를 분석하였다. 낮은 변형률범위에서 곡선이 거의 중첩되는 Masing 거동이 나타나고, 높은 변형률범위에서 비선형거동 응력범위가 서로 크게 벗어나는 non-Masing 거동과 함께 평균응력의 감소가 나타났다. 소성 변형률에너지를 이용하여 저주기 피로수명을 예측하고 non-Masing 거동을 고려한 수명예측 방법의 정확성 여부를 검토하였다. 각각의 변형률진폭과 변형률비의 조건에서 초기 수 사이클 동안 반복경화 현상 후 장시간동안 점진적으로 낮아져 연화하다가 파괴 되었다. 저사이클 피로수명을 정확히 예측하기 위해서는 변형률진폭에 따라 Masing 및 non-Masing 거동을 구분하고, 이를 반영한 수명예측식을 적용해야 함을 알았다.

• Composites Research
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• 제24권1호
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• pp.45-50
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• 2011

자체-감지능 있는 다기능성 나노복합소재를 위해, 투명하고 전도성 있는 카본나노튜브 (CNT)로 코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 함침 방법으로 제조하였다. CNT 코팅의 전기적 광학적 특정의 변화는 함침 횟수와 CNT용액의 농도에 주로 의존하였다. 결과적으로, CNT 코팅의 표면저항과 투과도는 제조공정의 변수들에 따라 예민하게 조절되었다. CNT 코팅의 표면저항은 4점법과 이중 배열법에 의해 측정되었으며, 광학적 투과도는 UV 스펙트럼을 사용하여 평가하였다. CNT 코팅의 표면특성을 측정한 정적 및 동적 접촉각은 상호 일치함을 보여주었다. 함침 코팅수가 증가함에 따라, CNT코팅한 PET의 표면저항은 현저하게 저하했으나, 투명도는 CNT 네트워크의 특성으로 거의 감소하지 않았다. CNT와 인듐틴옥사이드 (ITO)의 계면 및 전기적 특성들은 피로 시험을 통하여 비교하였다. CNT는 2000회 반복 후에도 표면저항의 변화가 없는 반면에, ITO는 1000회 반복까지 표면저항의 급격한 증가를 보여주었다가 안정화하였다. 이는 형상비가 큰 CNT는 전기 접촉점을 계속 유지하는 반면에, 취성이 있는 ITO는 미세 균열이 발생하여 전지 접촉점을 많이 상실하기 때문이다.

• 전산구조공학
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• 제4권3호
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• pp.117-127
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• 1991

해양가이드-타워에 관하여 폭풍 발생시, 계류장치 고정말뚝의 파괴를 주안점으로 한 신뢰도해석 방법에 대하여 연구하였다. 말뚝의 파괴는 최대하중에 대한 것과 반복하중에 대한 것의 두가지 조건을 고려하였다. 최대하중으로 인한 파괴확률은 최초발생확률의 산정방법을 사용하였다. 반면, 반복하중으로 인한 파괴확률은 점토층에 타설된 말뚝에 대한 피로곡선을 바탕으로하여 구하였다. 불규칙파랑에 대한 구조물의 동적해석은 비선형문제의 선형화를 통한 주파수영역 해석으로부터 효율적으로 수행되었다. 수치해석결과, 말뚝지지력의 평균 안전도가 낮고 이의 분산계수가 클수록, 반복하중으로 인한 파괴확률이 최대하중으로 인한 파괴확률과 같은 수준으로 커짐을 알 수 있었다.

• Advances in materials Research
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• 제3권3호
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• pp.163-174
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• 2014

In this study, fatigue properties and crack growth characteristics of a polycarbonate (PC) were examined during cyclic loading at various mean stress (${\sigma}_{amp}$) and stress amplitude (${\sigma}_{mean}$) conditions. Different S vs. N and da/dN vs. ${\Delta}K$ relations were obtained depending on the loading condition. The higher fatigue strength and the higher resistance of crack growth are seen for the PC samples cyclically loaded at the higher mean stress and lower stress amplitude due to the low crack driving force. Non-linear S - N relationship was detected in the examination of the fatigue properties with changing the mean stress. This is attributed to the different crack growth rate (longer fatigue life): the sample loaded at the high mean stress with lower stress amplitude. Even if the higher stress amplitude, the low fatigue properties are obtained for the sample loaded at the higher mean stress. This was due to the accumulated strain energy to the sample, where severe plastic deformation occurs instead of crack growth (plasticity-induced crack closure). Shear bands and discontinuous crack growth band (DGB) are observed clearly on the fracture surfaces of the sample cyclically loaded at the high stress amplitude, where the lower the ${\sigma}_{mean}$, the narrower the shear band and DGB. On the other hand, final fracture occurred instantly immediately after the short crack growth occurs in the PC sample loaded at the high mean with the low ${\sigma}_{amp}$, i.e., tear fracture, in which the shear bands and DGB are not seen clearly.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권2호
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• pp.245-256
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• 2019

The experimentally determined mechanical behavior of the material under the prescribed service conditions is the basis of advanced engineering optimum design. To allow experimental data on the behavior of the material considered, uniaxial stress tests were made. The aforementioned tests have enabled the determination of mechanical properties of material at different temperatures, then, the material's resistance to creep at various temperatures and stress levels, and finally, insight into the uniaxial high cyclic fatigue of the material under different applied stresses for prescribed stress ratio. Based on fatigue tests, using modified staircase method, fatigue limit was determined. All these data contributes the reliability of the use of material in mechanical structures. Data representing mechanical properties are shown in the form of engineering stress-strain diagrams; creep behavior is displayed in the form of creep curves while fatigue of the material is presented in the form of S-N (maximum applied stress versus number of the cycles to failure) curve. Material under consideration was 18CrNi8 (1.5920) steel. Ultimate tensile strength and yield strength at room temperature and at temperature of $600^{\circ}C$: [${\sigma}_{m,20/600}=(613/156)MPa$; ${\sigma}_{0.2,20/600}=(458/141)MPa$], as well as endurance (fatigue) limit at room temperature and stress ratio of R = -1 : (${\sigma}_{f,20,R=-1}=285.1MPa$).

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.333-336
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• 2008

FRP는 내부식성의 특성을 가지며 가볍고 인장강도가 커서 최근에 강재긴장재 대신 콘크리트 구조물에 활용되고 있다. 그러나 파단 시까지 선형 탄성거동을 하는 FRP는 콘크리트 보에 적용시 취성적인 파괴 경향을 보여준다. 이에 연성확보를 위해 제안된 공법이 부분 비부착 공법이다. 부분비부착공법은 긴장재 일부를 비부착시켜 연성을 확보하고 나머지 부분을 부착시켜 안전하게 정착구 역할을 대신하는 공법으로 본 연구에서 획기적으로 제안한 공법이다. 제안된 공법은 선행 연구 및 실험에 의해 연성거동을 보여 주었다. 하지만 실구조물 적용 시 안전도를 확실히 하기 위해 장기간 사용 하중에 대한 피로 성능을 검증 해야만 한다. 따라서 본 연구에서는 부분 비부착된 보를 제작하여 정적실험 결과와 피로실험 후 정적 실험결과를 비교하여 피로에 대한 정적 능력을 검증하였다. 실험 결과, CFRP로 부분비부착된 프리스트레스 콘크리트 보는 피로하중에 대해 양호한 피로성능을 보여주었다.