• 대한기계학회논문집A
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• 제30권9호
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• pp.1041-1048
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• 2006

The pulley is one of core mechanical elements in the power steering system for vehicles. The pulley operates under both the compressive loading and the torque. Therefore, to assure the safety of the power steering system, it is very important to investigate the durability and the optimization of the pulley. In this study, the applied stress distribution of the pulley under high tension and torsion loads was obtained by using finite element analysis. Based on these results the fatigue life of the pulley with the variation of the fatigue strength was evaluated by a durability analysis simulator. The results at 50% and 1% for the failure probability were compared with respect to the fatigue life. In addition to the optimum design for the fatigue life is obtained by the response surface method. The response function utilizes the function of the life and weight factors. Within range for design life condition the minimization of the weight, one of the formulation, is obtained by the optimal design. Moreover the optimum design by considering its durability and validity is verified by the durability test.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.1173-1178
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• 2007

공용하중으로 인하여 초기 균열을 가지고 있는 연속철근콘크리트 포장체를 제작하여 피로시험을 실시하였다. 초기 균열의 영향을 검토하고자 4개의 시험체가 제작되었으며 시험체의 길이 및 축소비율을 유한요소해석 및 재료특성을 고려하여 결정하였다 피로시험에 앞서서 정적시험을 실시하여 정적파괴하중을 확인하고 균열발생 진행상황을 조사하였다. 피로시험 결과로부터 초기발생균열의 간격이 증가할수록 피로수명이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 국내고속도로에 건설된 연속철근콘크리트 포장의 유지보수에 적극 활용될 수 있을 것이다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1994년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.13-18
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• 1994

Most widened bridges have been constructed by the joining-construction method that makes new and existing bridge structurally single structure. However, joing-construction method has several problems in design and construction viewpoint. Therefore, this study is conducted in order to investigate structural behavior of widened RC slab and traffic-induced vibration of existing bridge during placing and curing of new concrete by the prototype flexural fatigue test. From the results of this study, it is shown that stress-concentration and slip occur between concrete and reinforcing rod at joint section but the reduction of load carrying capacity and of fatigue strength is negligible according to the traffic-induced vibration as well as the difference of construction method. A reasonable construction method for the bridge widening which takes into account the effects of the traffic-induced vibration and S-N curve for the widened bridge are also proposed.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.135-144
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• 2011

최근 PS 강연선의 대체재로서 높은 인장강도와 훌륭한 내부식을 가진 FRP(fiber rienforced polymer)를 이용한 조사가 활발히 진행되어지고 있다. 따라서, 이 연구는 FRP 긴장재를 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보를 제작하여 반복 하중에 따른 피로거동의 특성을 분석함으로써 프리스트레스트 콘크리트 보의 안전성을 평가하고자 하였다. 또한 기존 PS 강연선을 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보를 제작하여 피로 성능을 비교하였다. 반복 하중은 정적 실험을 통해서 얻은 극한 하중의 40%를 최소 하중으로 일정하게 고정하고 최대 하중은 극한 하중의 60%, 70%, 80%로 결정하였다. 반복 하중은 4점 재하방식으로 sine파를 이용한 1~3 Hz의 속도 재하하였다. 피로한계는 100만회로 하였다. 40~60% 범위의 시험체는 100만회까지 피로 파괴가 나타나지 않았지만, 반복 횟수가 증가함에 따라 콘크리트와 긴장재 사이의 부착력이 저하되었고, 수평방향의 균열이 나타났다. FRP 긴장재를 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보의 피로 실험 결과 사용 하중 상태에서의 반복 하중에 대해서 안전한 것으로 나타났다. 피로한계 100만회에 대한 피로 강도는 FRP 긴장재를 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보의 경우 69.2%, PS 강연선을 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보는 59.8%에 해당함을 알 수 있었다.

• Design & Manufacturing
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• 제14권1호
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• pp.49-55
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• 2020

In this study, the fatigue behavior and fatigue life characteristics of PA2200 specimens fabricated by SLS 3D printer were studied. Fatigue tests were performed according to the standard specification (ASTM E468) and fatigue life curves were obtained. In order to perform the fatigue test, mechanical properties were measured according to the test speed of the simple tensile test, and the self-heating temperature of the specimen according to the test speed was measured using an infrared temperature measuring camera in consideration of heat generation due to plastic deformation. There was no significant difference within the set test speed range and the average self-heating temperature was measured at 38.5 ℃. The mechanical strength at the measured temperature showed a relatively small difference from the mechanical strength at room temperature. Fatigue test conditions were established through the preceding experiments, and the loading conditions below the tensile strength at room temperature 23 ℃ were set as the cyclic load. The maximum number of replicates was less than 100,000 cycles, and the fracture behavior of the specimens with the repeated loads showed the characteristics of Racheting. It was confirmed that SLS 3D printing PA2200 material could be applied to the Basquin's S-N diagram for the fatigue life curve of metal materials. SEM images of the fracture surface was obtained to analyze the relationship between the characteristics of the fracture surface and the number of repetitions until failure. Brittle fracture, crazing fracture, grain melting, and porous fracture surface were observed. It was shown that the larger the area of crazing damage, the longer the number of repetitions until fracture.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1132-1140
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• 2007

As it recently appears that Life Cycle Cost Analysis may be considered as new methodology for economic valuation of infrastructure many researches have been made to assess LCC(Life Cycle Cost) of each facility based on a reasonable methods. In general, LCC is composed of construction cost and expected maintenance repair cost. And especially, maintenance repair cost must be estimated to enhance the reliability through systematic and reasonable methods. However in Korea, because high speed railway steel bridges are recently constructed no direct statistical data are available for the account of the maintenance cost and then their maintenance characteristics are not linear yet. Therefore, the approach proposed in the paper utilizes a theoretical determination and degradation of the corrosion and fatigue of the bridges based on Rahgozar et al.(2006)'s model on fatigue notch factor considering into the corrosion to incorporate the corrosion effect into the fatigue strength reduction model. And then, the corresponding probability of failure is calculated in terms of the reliability index using S-N curve to formulate the fatigue limit state. Therefore, this paper proposes the minimum Life Cycle Cost through optimum maintenance plan analysis of high-speed railway steel bridges under construction. Finally, this paper reviews the proposed model in oder to confirm the applicability and feasibility by appling it to high speed railway steel bridges under construction

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.113-120
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• 2002

프리캐스트 바닥판 합성형 교량의 전단연결부는 전단포켓과 베딩층이 존재하여 현장타설 강합성 교량과는 다른 구조적 특징을 갖고 있다. 따라서 프리캐스트 바닥판의 전단연결재 설계의 기초를 수립하기 위해서는 실험을 통한 연구가 수행되어야 한다. 프리캐스트 바닥판 합성형 교량의 전단연결재의 피로수명을 평가하기 위하여 베딩층의 두께를 변수로 한 전단연결재의 push-out 피로 시험을 수행하였다. push-out 피로 시험의 수행 결과, 전단연결재의 파괴모드를 확인하였고, 이를 통해 프리캐스트 바닥판 합성형 교량의 전단연결재의 피로수명 곡선식을 유도하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권7호
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• pp.635-643
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• 2017

STS 304L 강재의 냉간압연율의 증가에 따라 t가 1.5 mm에서 1.1 mm까지 감소하면 인장강도, 항복강도, 경도치 및 UFT피로시험의 피로한도는 선형적으로 증가하였다. t=1.5 mm, t=1.4 mm, t=1.3 mm 및 t=1.1 mm인 4가지 시험편의 UFT피로시험(R= -1)결과, 회전굽힘피로시험(R= -1)의 결과처럼 $10^6$ 영역에서 S-N곡선의 피로한도가 절점(knee point)을 형성하였고, 기가사이클 피로에서 생기는 현상인 피로한도가 추가로 감소하지않았다. 또 t=1.1 mm인 경우 가장 높은 피로한도 345 MPa로 되었고, 원소재(t=1.5 mm)에 대하여 64.3 % 증가하였다. 냉간압연율에 따른 UFT피로시험결과 많은 작은 표면균열이 티어링(tearing)하면서 발생, 성장, 서로 합체하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.757-762
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• 2010

탄소섬유강화 복합재료는 금속재료에 비하여 높은 비강성과 비강도 등의 우수한 기계적 성질을 나타내고 있으며, 이러한 이유로 최근 경량화가 요구되는 항공기용 재료와 자동차용 재료 등으로 그 사용이 급격히 증가하여 금속재를 대체하고 있다. 그러나 대부분의 기계구조물에서는 반복하중에 의한 피로 파손이 주로 발생하고 있다. 그러므로 섬유강화 복합재를 사용한 기계구조물의 내구성을 확보하기 위해서는 이에 대한 피로 해석 및 내구성 평가가 필요하다. 따라서 피로 손상 모델을 이용하여 피로 시험으로부터 구한 손상량을 이용하여 피로손상 누적곡선을 획득하고 해석하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제32권1호
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• pp.61-65
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• 2014

The purpose of this study is to evaluate the applicability of the element stress to establish S-N design curve for the welded lap joint with thin plates below 2mm thickness. In order to do it, the extensive fatigue tests of the welded lap joints with INVAR alloy were performed. With the results, the deign S-N curves for the lap-weld were established by using the reference stresses such as the nominal stress range at the weld throat area, hot spot stress range and element stress range, and compared with regard to the standard deviation. The standard deviation of S-N curves with element stress range was less than that of S-N curves with other reference stresses. In addition, FEA results show the amount of the element stress is less sensitive to mesh size. Based on the results, it can be concluded that the element stress is to be used as the reference stress for the design S-N curves of the welded lap joint.