• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권4호
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• pp.126-132
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• 2023

최근 항공분야에서는 온실가스 배출 저감을 위한 친환경 기술이 강조되면서 전기를 주동력원으로 기계적인 직진, 회전 운동을 제어하는 전기식 작동기의 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 단일통로 항공기 전륜조향용 전기식 작동기의 피로수명을 평가하였다. 구조해석을 통해 작동기의 취약부위들을 선정하여 이들에 대한 단위하중 응력표를 구축하였고, 각 하중 프로파일에 대한 대표응력을 계산하였다. 또한 낙수계수법으로 대표응력 그룹의 개별 프로파일을 추출하고, 이를 소재의 S-N 선도에 적용하여 개별 프로파일에 대한 손상을 계산하였다. 최종적으로 손상누적법칙으로 취약 부위들에서의 총 손상을 산출하였고, 단일통로 항공기 전륜조향용 전기식 작동기의 취약 부위들에 대한 피로수명을 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.101-108
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• 2008

본 연구에서는 철근과 같은 기계적 맞물림 현상을 활용하기 위하여 이형리브가 형성되어 있는 GFRP 보강근을 제작하여 철근대체 재료로 사용하기 위해 FRP 보강근의 부착성능을 규명하고자 한다. 하지만 지금까지 많은 기존 연구자들이 부착성능에 대한 실험으로 단순 1방향(수직, 수평)인장실험으로 철근과 콘크리트 또는 FRP 보강근과 콘크리트사이의 부착특성을 고찰하여 두 재료 사이의 부착-슬립에 관한 제안식을 도출해왔다. 국내에서는 아직까지 GFRP 보강근의 부착에 대한 관심이 증대대고 있는 실정이지만 피로부착에 관한연구는 미흡한 편이이어서 GFRP 보강근의 피로 연구가 필요로 하다. 본 연구에서는 BRITISH STANDARD에서 규정하고 있는 방법에 의하여 휨 부착 시험체를 제작하여 정적 휨 부착실험 최대파괴하중의 70% ~ 90%의 하중으로 반복하중재하 후 정적실험을 통하여 GFRP로 보강된 콘크리트 피로부착 성능을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1193-1199
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• 2010

점용접은 자동차 산업에서 차체 구조물의 대표적 접합방법으로서 차량에 피로하중이 작용할 경우 구조물 전체의 파손 발생이전에 점용접부 일부에 조기 피로파손의 발생가능성이 존재한다. 이러한 점용접부의 국부적 파손은 차량 구조물의 동적 반응 및 이에 따른 피로거동의 변화를 야기할 가능성이 존재한다. 따라서 차량과 같이 스펙트럼하중을 받는 구조물의 피로수명 평가를 위해서는 이러한 점용접부의 국부적 파손에 의한 동적 반응의 변화를 고려하여야 한다. 본 논문에서는 점용접부의 누적피로손상으로 인한 동적반응의 변화를 고려한 진동피로해석을 수행하였다. 이에 필요한 S-N 선도는 전단 점용접 시험편에 대한 일정진폭 피로시험을 통하여 획득하였다. 또한 스펙트럼하중하의 점용접부의 피로수명은 유한요소해석에 기반한 진동피로해석을 통하여 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권7호
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• pp.637-646
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• 2016

실온에서 인코넬 718의 UNSM(Ultrasonic nanocrystal surface modification)처리재, 수소취화재(100 bar, $300^{\circ}C$에서 120 h) 및 수소취화재의 UNSM처리재의 회전굽힘피로시험에 의해 얻어진 결과, 수소취화재는 미처리재의 S-N곡선보다 피로수명이 약 10~20 % 감소하며 부식피로나 비철재료처럼 피로한도 없이 점진적으로 감소하였다. 표면균열수는 수소취화의 영향으로 평균입경($13{\mu}m$)보다 작은 균열의 비율이 약 80 %를 차지하였다. 결정입계, 표면 흠 등에 수소침투에 의한 취화현상으로 티어링(tearing)하면서 복수로 발생한 작은 표면균열은 불규칙적으로 분포하며 티어링하면서 성장, 합체되어 피로수명이 감소하는 것으로 추정된다. 미처리재에 비해서 UNSM처리재의 피로수명은 전 영역에서 크게 증가하였고, 수소취화된 시험편을 UNSM 처리한 후 피로시험을 실시하면 700 MPa에서 10배 이상, 600 MPa에서 20배 이상 증가하였다.

• Wind and Structures
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• 제9권4호
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• pp.255-270
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• 2006

Several analytical procedures available in literature, for the evaluation of wind induced fatigue damage of structures, either assume the wide band random stress variations as narrow band random process or use correction factors along with narrow band assumption. This paper compares the correction factors obtained using the Rainflow Cycle (RFC) counting of the measured stress time histories on a lamp mast and a lattice tower, with those evaluated using different frequency domain methods available in literature. A Bi-modal spectral method has been formulated by idealising the single spectral moment method into two modes of background and resonant components, as considered in the gust response factor, for the evaluation of fatigue of slender structures subjected to "along-wind vibrations". A closed form approximation for the effective frequency of the background component has been developed. The simplicity and the accuracy of the new method have been illustrated through a case study by simulating stress time histories at the base of an urban light pole for different mean wind speeds. The correction factors obtained by the Bi-modal spectral method have been compared with those obtained from the simulated stress time histories using RFC counting method. The developed Bi-modal method is observed to be a simple and easy to use alternative to detailed time and frequency domain fatigue analyses without considerable computational and experimental efforts.

• 한국생산제조학회지
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• 제6권4호
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• pp.80-88
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• 1997

An experimental investigation of the fatigue through crack growth behavior under simple stepped variable loading condition has been performed using Al7075-T651. Experiments were carried out by using cantilever bending type specimens, with chevron notches on a small electro-magnetic test machine. Tensile overloads have a retarding effect on the fatigue crack growth rates, therefore tensile overloads were used for the beneficial effect on the fatigue life. While in most cases compressive overloads have only a vanishing effect on crack growth rates, some experiments with single edge crack tension specimens reveal a marked growth retardation. The stress ratios used in this investigations varies from R=0.32 to 0.81, from R=0.04 to 0.76, from R=-0.15 to 0.73, and from R=-0.33 to 0.68 and the peak load for each case was not varied. The crack growth and crack closure were measured by Kikukawa's compliance method with a strain gauge mounted on the backside of each specimens. The results obtained are as follows. When the stepped variable load was applied, the smaller the stress ration was, the larger the delayed retardation of the crack growth rate was. The fatigue crack growh rate data obtained for through cracks were plotted well against the effective stress intensity factor range from 4.0 to 20.0MP{a^{SQRT}m}. It was found that the effective stress intensity factor range ratio was related well to the opening stress intensity factor, the maximum stress intensity factor, and crack length.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.345-348
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• 2004

For practical applications, the evaluation of reliability or endurance of HTS conductors is necessary. The mechanical properties and the critical current, $I_c$, of multifilamentary Bi-2223 superconducting tapes, externally reinforced with stainless steel foils, subjected to high cycle fatigue loading in the longitudinal direction were investigated at 77K. The S-N curves were obtained and its transport property was evaluated with the increase of repeated cycles at different stress amplitudes. The effect of the stress ratio, R, on the $I_c$ degradation behavior under fatigue loading was also examined considering the practical application situation of HTS tapes. Microstructure observation was conducted in order to understand the L degradation mechanism in fatigued Bi-2223 tapes.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권3호
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• pp.131-140
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• 2015

The purpose of this study is to predict the fatigue life of a planet carrier of a slewing reducer for a tower crane. To predict the fatigue life of the carrier, the inertia endurance test was carried out, and then the input torque profile for the reducer was obtained. The load profile acting on the planet pins that assembled the carrier was calculated from the measured input torque profile using commercial gearbox analysis software. The stress profiles of the carrier weak points were analyzed from the calculated load profile and boundary conditions using commercial FE software, and the stress cycles were determined using the rainflow counting method. Finally, the fatigue life of the carrier was predicted using the equivalent stress range by considering the effect of mean stress, and an S-N curve was drawn up using the GL guideline and the cumulative damage law.

• 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.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권12호
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• pp.1-7
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• 2020

An experimental evaluation of bending fatigue strength for austempered ductile iron (ADI) spur gears was performed using a Zwick fatigue tester. The gear material was manufactured using vertical continuous casting, resulting in the radius of the graphite grains being smaller. The stress-number of cycles curve (S-N curve) for the bending fatigue strength of the ADI spur gears thus manufactured, without any specific surface treatments, was obtained using post-processing software. It was observed that when the reliability was 50%, the allowable root stress was 610 MPa. was calculated using an analytical method as well as the finite element method, and the difference between the values calculated using the two methods is only 7%. This study provides a reliable basis to rate the reliability design of small gearboxes in automation in the future.