• 대한조선학회논문집
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• 제47권1호
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• pp.67-75
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• 2010

Submarine and deep sea diving structures are generally designed based on their ultimate strength. Fatigue strength at welded joint must be also taken into account because working stress is increased due to the increasing of diving depth and using high yield steel. The pressure hulls of submarine are subjected to fluctuating compressive loading. But in addition to the calculated stresses, high residual tensile stresses at welded part have to be considered. The state of stress level of pressure hull is tensile at surface and compressive at deep diving depth. This paper presents the results of an experimental investigation on the crack initiation and growth at the weld toe of T welded joints of HY-100 steel plate under constant amplitude loading. It is also investigated the phenomenon of the fatigue failure and test methods. Fatigue tests have been using real scaled local structural models of full penetration T-welded joint, which is a part of the cylindrical shell structures reinforced by ring stiffeners. Several load ratios under constant amplitude loading are considered in the tests. Crack initiation and growth characteristics are examined based on the beach marks of the cracked section of the test specimens. A design stress-life curve including the design formula is suggested according to tested data.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.141-146
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• 2012

차륜과 레일의 반복적인 구름접촉은 레일 표면결함을 유발하고, 레일 표면결함은 충격하중을 유발하여 소음 진동, 레일파단, 궤도파괴로 이어지고 심할 경우 열차사고(탈선)를 발생할 수 있다. 이러한 레일 표면결함을 제어하기 위한 방법으로 레일연마가 시행되고 있다. 본 연구는 KTX차륜과 UIC레일에서 발생하는 최대 접촉압력을 유한요소해석을 통해 산정하였고, 일반레일 및 열처리레일에 대한 구름접촉피로시험을 수행하여 접촉압력 및 반복횟수에 따른 레일표면 경화층 형성 경향을 분석하였으며, 누적통과톤수에 따라 고속철도 레일에서 발생하는 표면 경화층을 제거하여 건전한 레일표면을 유지하기 위해 0.2mm/2천만톤의 적정 레일연마량을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.93-103
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• 2009

2거더 플레이트교는 주부재인 바닥판과 거더, 2차부재인 가로보, 수직보강재 및 수평보강재 등으로 구성되어 있다. 2거더교는 AASHTO와 국내의 도로교설계기준에는 하나의 거더가 손상되면 그 교량의 기능과 안전성에 문제가 야기되는 단재하 경로 구조로 규정되어 있다. 이러한 이유 때문에 2거더교의 피로균열은 교량의 안전성에 심각한 영향을 줄 수 있다. 따라서 본 논문에서는 2거더교에서 피로균열 발생 가능성이 높은 수직보강재와 거더 복부의 연결부를 대상으로 수직보강재 스캘럽 곡률반경 및 복부두께를 변화시키면서 피로 평가를 수행하였다. 이 결과에 기초하여 피로에 유리한 구조상세 및 간이 평가식을 제안하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제17권2호
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• pp.93-103
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• 1981

Si-Cr계 내열강 SUH3와 Cr-Ni계 stainless강 SUS 303 및 이들이 마찰용접재 SUH3-SUS303을 $1,060^{\circ}C$에서 용체화처리하고 다시 $700^{\circ}C$에서 10, 100시간 시효열처리한 각 시험편의 고온 피로강도에 대한 시효열처리의 효과를 알기 위하여 $700^{\circ}C$에서 고온 회전굽힘 피로시험을 하고 파약거동을 미시적으로 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) SUH3재와 SUS303재의 최적마찰용접조건은 회전수 2420rpm, 마찰가압력 $8kg/mm^2$, 전 upset량 7mm(마찰가압시간 3sec, upset시간 2sec)이었다. 2) $700^{\circ}C$ 고온에서 장시간 이루어지는 고온피로시험에 있어, 용체화처리재의 S-N 곡선 경사부의 기울기가 가장 급하게 나타났다. 3) SUH3-SUS303 마찰용접재는 $1,060^{\circ}C$에서 1시간용체화 처리하고, $700^{\circ}C$에서 시효처리하는 경우 최적시효시간은 10시간이었다. 4) 10시간 시료재의 고온피로한도는 모재보다 SUH3은 75.4%, SUS303은 28.5% 높았으며, 용접재 SUH3-SUS303은 44.2% 정도 높았다. 100시간 시효재는 모재보다 SUH3은 64.91% SUS303은 30.4% 높았으며, SUH3-SUS303은 30.4% 높았으며, SUH3-SUS303은 36.6% 높았다. 5) 마찰용접재의 상온 및 고온의 피로파단은 모두 SUS303의 모재측에 발생하였으며, 용접면에서의 파단은 전혀 없었다. 6) SUS303재와 마찰용접재 SUH3-SUS303재의 크랙은 입내파양형이었으나 SUH3은 입계크랙의 전파로 파양한다.

• 한국도로학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.1-10
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• 2005

본 연구에서는 일반 아스팔트 포장에 비해 설계수명을 2배 이상 증대시켜 보수주기를 증진하고 보수비용 및 사용자 비용을 절감할 수 있는 장수명 아스팔트 포장에 대한 포장가속시험 (APT)을 수행하였다 먼저 본 연구에서 개발된 장수명 포장용 고강성기층 혼합물에 대한 기초적인 물성시험을 수행하였다. 포장의 지지력을 비교하고 피로 및 소성변형에 대한 저항성을 평가하기 위하여 일반 및 고강성 기층으로 구성된 총 4개의 시험단면을 건설하였다. 또한 일반 및 고강성 단면은 각각 얇은 단면과 두꺼운 단면으로 구성되었다. 다양한 교통하중에 대한 아스팔트 기층하단의 인장변형률을 측정하였으며 시험결과 고강성 단면의 인장변형이 일반단면에 비해 적게 발생되는 것을 확인하였다. 기층 단면이 얇은 포장단면에 대한 APT 시험결과 윤하중이 180,000회 재하될 때까지 균열은 발생하지 않았다. 기층단면이 두꺼운 포장에 대해 윤하중 90,000회 재하시 일반단면은 5.3mm, 고강성 단면은 3m의 소성변형이 발생하였다. 본 연구에서 개발된 고강성 혼합물은 소성변형 및 피로균열에 대한 저항성이 우수하기 때문에 장수명 포장용 기층재로서 적합한 것으로 판단된다. 또한 다양한 구조해석 결과 일반 혼합물 대신 고강성 혼합물을 사용할 경우 포장의 하중지지력이 증가하기 때문에 아스팔트층의 단면두께를 최소 5cm 이상 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제34권2호
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• pp.77-81
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• 2021

복합재료의 높은 비강도와 비강성으로 인해 복합재료는 다양한 산업분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 특히, 탄소 섬유 강화 복합재는 많은 기계적인 구조물에 널리 사용된다. 또한 이방성 특성을 갖는 탄소 섬유 강화복합재는 금속 재료와 달리 섬유 방향에 따라 피로 거동을 이해하는 것은 구조 설계에 있어서 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 비낌 축(off-axis) 시편에 따라 복합재료의 피로 수명에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 이를 위해 복합재료의 비낌 축 시편(0°, 10°, 30°, 45°, 60°, 90°)에 대해 인장 및 피로 시험을 수행하였다. 피로 시험 결과, 복합재의 피로 강도는 섬유 방향이 0도로부터 조금 벗어날수록 피로 강도가 크게 감소하였으며 많이 벗어날수록 적게 감소하였다. 이는 적층 각이 커질수록 섬유의 하중을 지지하는 역할이 감소했기 때문이다. 또한 복합재의 피로 선도에 비낌 축 각도를 평준화하는 피로 강도 비율을 도입하여 피로 수명의 경향을 분석하였다. 피로강도 비율(Ψ)-피로 수명 선도를 이용하여 적층 각도와 관계없이 피로 수명을 단일선으로 표현하였다. 피로 강도비율을 통해 평준화된 피로 선도를 이용하면 2개 이상의 비낌 축 각도를 가지는 복합재의 피로 선도만으로도 임의의 다른 비낌 축 각을 가진 동일한 복합재의 피로 수명 곡선의 도출이 가능하다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권8호
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• pp.2074-2082
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• 2000

In this study, to investigate and to predict the crack growth behavior under variable amplitude loading, crack growth tests are conducted on 7075-T6 aluminum alloy. The loading wave forms are generated by normal random number generator. All wave forms have same average and RMS(root mean square) value, but different standard deviation, which is to vary the maximum load in each wave. The modified Forman's equation is used as crack growth equation. Using the retardation coefficient D defined in previous study, the load interaction effect is considered. The variability in crack growth process is described by the random variable Z which was obtained from crack growth tests under constant amplitude loading in previous work. From these, a statistical model is developed. The curves predicted by the proposed model well describe the crack growth behavior under variable amplitude loading and agree with experimental data. In addition, this model well predicts the variability in crack growth process under variable amplitude loading.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2002년도 제35회 춘계학술대회
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• pp.240-247
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• 2002

The rolling wear behavior of SM55C is investigated under lubrication. This is a comparative tribological behavior of heat treatment effect for SM55C. Rolling wear test method is used for Ball-on-disk type. Specimens can be classified into two main groups: as-annealing and non-annealing. As result of wear behavior, flanking initial time of non-annealing specimen keep at retard but it have not under high normal load. One of the notable features of annealing specimen is steady flanking initial time for a normal load in this experiment. Failure mechanism of SM55C is due to the fatigue wear such like flanking, pitting etc.. Flanking leads to abruptly fracture of worn surface. Fracture mechanism has a connection with normal load and polishing direction of specimens.

• 대한치과보철학회지
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• 제45권6호
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• pp.780-786
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• 2007

Statement of problem. The performance and maintenance of implant-supported prostheses are primarily dependent upon load transmission both at the bone-to-implant interface and within the implant-abutment-prosthesis complex. The design of the interface between components has been shown to have a profound influence on the stability of screw joints. Purpose. The Purpose of this study was to compare the strength and the fatigue resistance of 1-piece and 2-piece abutment connected to oral implant, utilizing an internal conical interface. Material and methods. Twenty $Implatium^{(R)}$ tapered implants were embedded to the top of the fixture in acrylic resin blocks. Ten $Combi^{(R)}$(1-piece) and $Dual^{(R)}$(2-piece) abutments of the same dimension were assembled to the implant, respectively. The assembled units were mounted in a testing machine. A load was applied perpendicular to the long axis of the assemblies and the loading points was at the distance of 7mm from the block surface. Half of 1-piece and 2-piece abutment-implant units were tested for the evaluation of the bending strength, and the others were cyclically loaded for the evaluation of the fatigue resistance until plastic deformation occurred. Nonparametric statistical analysis was performed for the results. Results. Mean plastic and maximum bending moment were $1,900{\pm}18Nmm,\;3,609{\pm}106Nmm$ for the 1-piece abutment, and $1,250{\pm}31Nmm,\;2,688{\pm}166Nmm$ for the 2-piece abutment, respectively. Mean cycles and standard deviation when implant-abutment joint showed a first plastic deformation were $238,610{\pm}44,891$. cycles for the 1-piece abutment and $9,476{\pm}3,541$ cycles for the 2-piece abutment. A 1-piece abutment showed significantly higher value than a 2-piece abutment in the first plastic bending moment (p<.05), maximum bending moment (p<.05) and fatigue strength (p<.05). Conclusion. Both 1-piece and 2-piece conical abutment had high strength and fatigue resistance and this suggests long-term durability without mechanical complication. However, the 1-piece conical abutment was more stable than the 2-piece conical abutment in the strength and the fatigue resistance.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권8호
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• pp.661-669
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• 2021

종래 우주용 전장품 개발과정에서는 발사진동환경에 대한 탑재 전자소자 솔더 접합부의 피로수명 보장을 위해 기판 상에 보강재를 적용하여 강성을 증가시킴으로써 기판의 동적거동을 최소화하였다. 그러나 종래의 설계는 전장품의 부피 및 무게의 증가를 야기하여 소형/경량화 설계에 한계를 갖는다. 선행 연구에서 제안된 점탄성 테이프 기반 고댐핑 적층형 전자기판은 굽힘변위 저감을 통한 소자의 피로수명 연장에 효과적임을 입증하였으나 고댐핑 부여를 위한 적층구조가 기판에 직접 장착되는 관계로 소자 실장 공간의 효율이 저하되는 한계를 지닌다. 본 연구에서는 전장품 소형/경량/고집적화 설계 구현을 위해 일반 금속 대비 높은 댐핑과 복원 특성을 갖는 초탄성 형상기억합금에 점탄성 테이프를 적용한 적층구조의 초탄성 형상기억합금 보강재 기반 고댐핑 전자기판을 제안하였다. 제안 기판의 기본특성 파악을 위해 정하중시험 및 자유진동시험을 수행하였으며, 랜덤진동시험을 통해 진동환경 하 고댐핑 특성 및 설계 유효성을 입증하였다.