• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.731-740
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• 2008

본 연구는 하부 절곡강판과 T형강을 D16mm 스터드 전단연결재를 이용하여 콘크리트와 일체화시킨 교량용 강합성 바닥판의 피로 거동 및 피로성능을 평가하기 위한 것이다. 제안된 강합성 바닥판의 피로성능 평가를 위하여 총 8본의 시험체가 제작되었으며, 각각의 시험체에 3 종류의 일정진폭을 가진 피로하중이 재하되었다. 피로실험결과, 피로균열은 강합성 바닥판 하부 절곡강판의 절곡점에서 발생하여 상부 T형강으로 진전되는 것으로 나타났으며, 피로하중에 따라 시험체의 변위 및 변형률이 증가하고 피로균열발생 후 변위와 변형률이 급격히 변화하였다. 제안된 강합성 바닥판의 피로강도는 도로교설계기준 및 도로교설계기준 피로상세 범주의 자료가 된 NCHRP 102와 NCHRP 147 보고서의 피로실험결 과와 비교하여 평가한 결과 대상 강합성 바닥판은 피로상세 범주 C에 해당하는 것으로 평가되었다.

• 한국해양공학회지
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• 제20권6호
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• pp.88-92
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• 2006

Large-scale model tests of welded topside joints were carried out to observe the fatigue behavior of API 2W Gr.50 steel produced by POSCO. The fatigue crack behaviors for various loading conditions were measured and investigated around the critical joint sections. The experimental results have been verified with numerical approaches and also compared with the AWS D1.1 and DnV RP-C203 design curves. The large-scale experiment models were fabricated, based on the actual operating east area fixed platform. The dimensions of the models were slightly modified to accommodate the test facilities and capacities. The fatigue test was carried out having ${\Delta}Q$ of T1=705.6kN, T2=749.7kN and T3=793.8kN. The three specimens were statically loaded 20 times, with various loadings of about 50kN intervalsbetween the maximum and minimum loads required in the fatigue tests. This loading removed the residual stress in the specimen before the fatigue tests. The topside joint crack was initiated from the brace heel, where the maximum tensile stress occurred. The API 2W Gr.50 steel satisfied the AWS D1.1 detail category C and DnV RP-C203 detail category F ${\Delta}S-N$ curve.

• 한국해양공학회지
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• 제35권2호
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• pp.161-171
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• 2021

For the fatigue design of offshore structures, it is essential to understand and use the S-N curves specified in various industry standards and codes. This study compared the characteristics of the S-N curves for five major codes. The codes reviewed in this paper were DNV Classification Rules (DNV GL, 2016), ABS Classification Rules (ABS, 2003), British Standards (BSI, 2015), International Welding Association Standards (IIW, 2008), and European Standards (BSI, 2005). Types of stress, such as nominal stress, hot-spot stress, and effective notch stress, were analyzed according to the code. The basic shape of the S-N curve for each code was analyzed. A review of the survival probability of the basic design S-N curve for each code was performed. Finally, the impact on the conservatism of the design was analyzed by comparing the S-N curves of three grades D, E, and F by the five codes. The results presented in this paper are considered to be a good guideline for the fatigue design of offshore structures because the S-N curves of the five most-used codes were analyzed in depth.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권3호통권32호
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• pp.363-375
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• 1997

절취된 세로보를 갖는 강철도교량의 바닥판에서의 피로거동 및 손상시 보수 보강의 효과를 연구하기 위해 8개 대형시험체에 대한 모형시험을 수행하였다. 실교량을 대상으로 실동응력을 측정하여 기본 응력범위 빈도히스토그램을 작성하고 이에 의한 변동응력의 등가응력범위를 산출하였다. 이 등가응력범위를 기준으로 피로시험의 응력변동범위의 크기를 조정하면서 정적 및 피로시험을 보강전과 보수 보강후로 구분하여 실시하였다. 정적시험에 의하면 재하하중의 크기가 등가실동응력 수준인 시험체의 경우에서 이미 허용응력과 비슷한 응력을 나타내므로서 피로균열의 발생조건을 충족하고 있었다. 손상된 시험체에 대해 다양한 보수 및 보강을 실시하여, 각각의 결과를 비교검토하였다. 그 결과 보수효과는 stop hole을 천공하고 고장력볼트를 체결한 경우에 피로균열성장의 지체효과가 뚜렷하게 나타났다. 한편 보강효과는 휨의 지배를 받는 세로보의 경우 인장측 플랜지의 보강이 효과적이며, 복부의 보강은 보강방법으로 적절하지 않음을 알 수 있었다. 또한 직각절취된 세로보의 피로설계등급은 우리나라 시방서 피로설계규정의 E등급에 해당한다는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.142-147
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• 2004

In this paper, a new procedure is proposed to accomplish the primary plus secondary stress(P+Q) at the 'structural element' instead of 'transition element'. For the P+Q evaluation, the calculated stresses by FEA are linearized along a stress classification line to extract the stress category, then the stress intensity is calculated to compare with the $3S_{m}$ limit. Also, in this paper, the 'design by analysis' criteria, adopted fundamental concepts and a new approach to calculate $K_{e}$ factors are explained. The new procedure combined with 3-D FEA has been applied to motor operated valve in order to the over conservatism and the rack of margin. The evaluation results show a good applicability and can be utilized for fatigue life evaluation by using P+Q.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.211-221
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• 2007

교량의 피로파괴에 대한 Miner의 피로손상법칙을 적용하여 여러 확률변수로 표현된 피로파괴 한계상태함수에 대한 신뢰도해석을 국내에서 측정된 통행차량의 통계적 특성을 반영하여 수행하였다. 신뢰도지수의 산정에 필요한 확률변수 가운데 등가모멘트, 충격계수비, 등가하중비는 국내의 최근 측정자료를 분석하여 통계치를 산정하였으며, 피로강도, 활하중 횡분배비, 연행하중비는 국외에서 측정된 문헌자료의 통계치를 적용하였다. 신뢰도해석을 통하여 피로설계트럭의 종류, 교량수명, ADTT, 피로상세, 등가하중비, 피로설계트럭의 총중량 등의 피로손상에 관련된 여러 파라미터가 신뢰도지수에 미치는 영향을 분석하였다. 본 논문의 피로파괴에 대한 신뢰도해석 결과는 국내 LRFD 설계기준의 피로설계트럭모형과 피로한계상태의 하중계수를 결정할 때 기초 자료로 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.665-672
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• 2008

본 연구에서는 교량이나 선박 등의 강구조물에서 널리 사용되고 있는 하중 전달형 십자형 필렛용접 시험편에 대해 피로시험을 실시하여, 용접 후처리 조건에 따른 피로강도를 분석하였다. 용접 후처리 방법으로는 Toe Grinding, TIG Dressing 및 Weld Profiling을 적용하였으며, 피로시험은 일정진폭 반복하중 하에서 실시하였다. 피로시험 결과 하중 전달형 십자형 필렛용접 시험편은 용접 후처리를 실시한 경우와 실시하지 않은 경우 모두에서 BS 피로설계기준의 F등급을 만족하는 결과를 나타내었다. 또한 용접 후처리 방법에 따른 피로강도의 향상 효과는 Toe Grinding, TIG Dressing, Weld Profiling 순서로 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권3호
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• pp.193-204
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• 2017

실제 옥외 대기환경하에서 부식손상된 무도장 가시설 강재 및 도장 강재의 피로강도는 명확하지 않다. 본 연구에서는 약 7년간 지하철 공사현장에서 사용된 가시설 부재와 극심한 해양 부식환경하에서 75년간 사용된 영도대교 강부재로부터 절취한 강재의 피로실험을 실시하였다. 그리고 강재 표면의 부식 생성물을 제거한 후 강재 표면의 3차원형상을 측정하여 최대, 최소 및 평균 잔존두께를 계산하였다. 피로실험결과 및 FEM해석 결과에 근거하여 부식특성과 피로강도와의 상관관계를 검토하였으며, 실제 옥외 환경하에서 부식된 무도장 및 도장 강재의 피로수명 평가식도 제시하였다.

• 한국안전학회지
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• 제15권1호
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• pp.140-145
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• 2000

강교량 부재인 십자연결형 접착부를 하중비전달형과 하중전달형으로 각각 제작하여 피로 강도 저감 정도와 응력비 변화에 따른 피로거동을 평가하였다. 또한, 필렛용접 비드의 기하학적 형상에 따른 응력집중을 확인하기 위하여 전산해석을 수행하였다. 피로실험 결과 시험편의 응력비가 피로 강도에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 나타났으며, 하중전달형 시험편과 대부분의 밀착 시험편은 용접지단부에서 균열이 발생하여 모재가 파단됨을 알 수 있었다. 모재가 파단된 십자형 시험편의 피로강도는 ${\Delta}\sigma_c$=63.5 MPa로 하중 비전달형 시험편의 피로강도 ${\Delta}\sigma_c$=83.8 MPa보다 약 24% 작게 나타났다. 본 연구대상 시험편은 도로교 시방서상에 모재단면에 대한 응력으로 피로범주 C등급으로 규정하고 있으므로, 실험결과를 모재단면에 대한 응력으로 피로강도를 환산하면 78.27 MPa로 허용 피로강도보다 작은 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권11호
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• pp.1225-1232
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• 2009

This study suggests a structural design process for the upper control arm installed at a vehicle. Static strength and durability are the most important responses in the structural design of a control arm. This study considers the static strength in the optimization process. The inertia relief method for FE analysis is utilized to simulate the static loading conditions. According to the classification of structural optimization, the structural design of a control arm is included in the category of shape optimization. In this study, the metamodel technique using the kriging method is adopted to obtain the minimum weight satisfying the strength constraint. Then, the final design is suggested by considering the durability criteria. The durability assessment is obtained by the index of fatigue durability called the SWT (Smith-Watson-Topper) index. The final optimum shape has been proposed by trial and error method.