• 폴리머
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• 제36권1호
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• pp.88-92
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• 2012

일정 하중에 지속적으로 노출되는 고분자의 장기간 사용을 위해서는 재료의 수명을 평가할 수 있는 가속화된 시험 방법이 필요하다. 반복 피로하중 시험법은 이러한 방법들 중 하나로 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 X-선 회절법을 이용하여 고밀도 폴리에틸렌의 반복 피로하중에 의한 구조적 변화와 크리프 변형을 비교하고자 하였다. 이를 위하여 별도의 인장시험기를 제조, X-선 회절기에 부착하여 장시간 변형 과정을 성공적으로 관찰하였다. 그 결과 크리프와 반복 피로하중 사이의 거시적이고 뚜렷한 차이에도 불구하고 결정화도, 결정크기 및 면간거리와 같은 결정의 미세구조는 두 방법에서 거의 동일하게 관찰되었다. 그러나 항복점 전(BYP), 항복점(YP) 그리고 항복점 후(AYP)로 각각 변형시킨 후 시험한 시료의 경우 AYP와 다른 두 시료간 뚜렷한 구조적 차이를 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권11호
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• pp.1245-1256
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• 2014

피로균열 진전거동은 내재적, 외재적 요인에 의하여 시간 경과에 따라 많은 변동을 보인다. 감마과정 모델을 포함하여 연속적, 점진적 그리고 단조롭게 진전하는 피로균열 진전거동의 불확실성을 모사하기 위한 열화모델을 고찰하였다. Lu와 Meeker의 피로시험 자료에 감마과정 모델을 적용하여 시간에 따라 확률적으로 변동하는 피로균열 진전거동을 예측하였다. 피로균열 진전에 관한 상태저하와 수명을 시간에 따라 형상이 변화하는 확률분포 곡선으로 표현하였으며 비대칭도와의 관계로부터 기대수명으로 중위수의 적용이 적절함을 확인하였다. 최적 교체주기와 백분위 수명에 관한 고찰로 감마과정 모델이 예방정비을 위한 정책판단 기준으로 활용할 수 있음을 제시하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.107-113
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• 2008

최근 생애주기비용 분석이 사회기반 시설물 경제성 평가 분야의 필수적 방법으로 대두됨에 따라 체계적이고 합리적인 방법으로 각 시설물의 생애주기비용을 산정하기 위한 노력이 진행되고 있다. 합리적인 생애주기비용 분석을 위해서는 초기비용 뿐만 아니라 유지관리 비용의 예측이 필요하나 국내에서는 고속철도 구간에 강교량을 가설한지 얼마 되지 않았기 때문에 이에 대한 유지관리 특성 등을 파악하고 있지 못한 실정이다. 이에 본 연구에서는 고속철도 소수주형교의 계측데이터와 Rahgozar 등이 제안한 부식열화를 고려한 피로강도감소계수 및 Miner 손상누적법칙을 이용하여 강교량의 주된 열화의 요인이 되는 부식과 피로의 손상을 고려한 체계신뢰성해석을 실시하였다. 이 체계신뢰성 해석결과를 바탕으로 고속철도 소수주형교의 설계단계 생애주기비용 분석 모델을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1045-1050
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• 2010

고무부품의 신뢰성을 확보하기 위해서는 피로수명예측 및 평가기술 개발이 중요하다 하겠다. 최근에 고무부품에 대한 고성능, 고신뢰성을 위해 설계, 해석 및 평가기술이 요구되고 있으나, 지금까지는 경험과 시행착오적인 방법으로 개발되고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 고무소재에 대해 배합조건, 기계적 특성, 열화 및 피로수명 등을 포함하는 고무소재 물성 데이터베이스를 구축하고, 고무부품의 특성해석 결과를 데이터베이스와 연계하여 고무부품의 피로해석 모델을 개발하였으며, 실제 피로시험 결과를 통하여 개발된 모델의 타당성을 검증하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권1호
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• pp.32-39
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• 2011

본 연구에서는 Cu와 Cu-Zn 합금의 저주기 피로 동안 발달한 전위 하부조직의 변화를 비파괴적으로 구분하고 평가하고자 하였다. 비파괴시험으로 초음파속도, 전기비저항 그리고 양성자소멸시간을 측정하였다. 서로 다른 적층결함 에너지를 갖는 Cu와 Cu-Zn에 대해 반복피로시험을 수행하고 이들 재료에서의 전위거동과 비파괴평가 파라미터와의 상관성을 연구하였다. Cu는 전위셀 하부구조를 형성하였지만, Cu-Zn 합금은 피로 사이클에 따라서 전위밀도는 증가하고 단지 평면배열의 전위구조를 형성하였다. 상온에서의 반복적인 피로에 의해 발달한 격자결함인 전위와 공공으로 인해 초음파속도의 감소, 전기비저항의 증가 그리고 양성자 소멸시간이 증가하였다. 비파괴평가파라미터의 지속적인 변화를 보이는 평면배열의 전위구조를 갖는 Cu-Zn에서와 달리, Cu에서는 전위셀구조가 발달하면서 더 이상의 큰 변화를 보이지 않았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1199-1203
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• 2011

실리게이트의 층간에 나노충진제를 삽입하여 합성한 고무-점토 나노복합체에 대해 $70-100^{\circ}C$의 고온상태에서 정적 및 동적시험을 수행하여 기존 고무소재보다 기계적 물성이 우수함을 확인하였다. 또한, 본 연구에서는 부품의 취약부위에서 발생하는 최대 그린-라그랑지 변형률을 피로손상변수로 하여 설계 초기단계에서도 짧은 기간에 고무부품의 피로수명을 예측할 수 있는 방법을 개발하여 피로내구성을 평가한 결과, 실제 엔진마운트에 대한 피로시험을 통해 얻어진 피로수명과 예측수명이 비교적 정확하게 예측됨을 확인하였다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제3권5호
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• pp.216-221
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• 2004

The operating experience showed that the fatigue is one of the major piping failure mechanisms in nuclear power plants (NPPs). The pressure and/or temperature loading transients, the vibration, and the mechanical cyclic loading during the plant operation may induce the fatigue failure in the nuclear piping. Recently, many fatigue piping failure occurred at the socket weld area have been widely reported. Many failure cases showed that the gap requirement between the pipe and fitting in the socket weld was not satisfied though the ASME Code Sec. III requires 1/16 inch gap in the socket weld. The ASME Code OM also limits the vibration level of the piping system, but some failure cases showed the limitation was not satisfied during the plant operation. In this paper, the fatigue behavior of the socket weld in the nuclear piping was estimated by using the three dimensional finite element method. The results are as follows. (1) The socket weld is susceptible to the vibration if the vibration levels exceed the requirement in the ASME Code OM. (2) The effect of the pressure or temperature transient load on the socket weld in NPPs is not significant because of the very low frequency of the transient during the plant lifetime operation. (3) 'No gap' is very risky to the socket weld integrity for the specific systems having the vibration condition to exceed the requirement in the ASME OM Code and/or the transient loading condition. (4) The reduction of the weld leg size from $1.09*t_1$ to $0.75*t_1$ can affect severely on the socket weld integrity.

• 한국안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.9-14
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• 2014

Self-piercing riveting(SPR) is a mechanical fastening technique which is put pressure on the rivet for joining the sheets. Unlike a spot welding, SPR joining does not make the harmful gas and $CO_2$ and needs less energy consumption. In this study, static and fatigue tests were conducted using tensile-shear specimens with Al-5052 plates for evaluation of fatigue strength of the SPR joints. During SPR joining process for the specimen, using the current sheet thickness and a rivet, the optimal applied punching force was found to be 21 kN. And, the maximum static strength of the specimen produced at the optimal punching force was 3430 N. During the fatigue tests for the specimens, interface failure mode occurred on the top substrate close to the rivet head in the most high-loading range region, but on the bottom substrate close to the rivet tail in the low -loading range region. There was a relationship between applied load amplitude $P_{amp}$ and lifetime of cycle N for the tensile-shear, $P_{amp}=3395.5{\times}N^{-0.078}$. Using the stress-strain curve of the Al-5052 from tensile test, the simulations for fatigue specimens have been carried out using the implicit finite element code ABAQUS. The relation between von-Mises equivalent stress amplitude and number of cycles was found to be ${\sigma}_{eq}=514.7{\times}N^{-0.033}$.

• 한국세라믹학회지
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• 제54권4호
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• pp.314-322
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• 2017

This study investigates changes in the mechanical behavior, such as changes in indentation load-displacement curve, wear resistance and contact fatigue resistance of thermal barrier coatings (TBCs) by thermal cycling test and thermal shock test. Relatively dense and porous TBCs on nickel-based bondcoat/superalloy are prepared; the highest temperature applied during thermal durability test is $1350^{\circ}C$. The results indicate that the porous TBCs have relatively longer lifetime during thermal cycling and thermal shock tests, while denser TBCs have relatively higher wear and contact fatigue resistance. The mechanical behavior is influenced by sintering of the TBCs by exposure to high temperature during tests.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제40권3호
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• pp.239-250
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• 2008

If there is a water flow with a range of temperature inside a pipe, the wanner water tends to float on top of the cooler water because it is lighter, resulting in the upper portion of the pipe being hotter than the lower portion. Under these conditions, such thermal stratification can play an important role in the aging of nuclear power plant piping because of the stress caused by the temperature difference and the cyclic temperature changes. This stress can limit the lifetime of the piping, even leading to penetrating cracks. Investigated in this study is the effect of thermal stratification on the structural integrity of the pressurizer surge line, which is reported to be one of the pipes most severely affected. Finite element models of the surge line are developed using several element types available in a general purpose structural analysis program and stress analyses are performed to determine the response characteristics for the various types of top-to-bottom temperature differentials due to thermal stratification. Fatigue analyses are also performed and an allowable environmental correction factor is suggested.