• 대한금속재료학회지
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• 제48권6호
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• pp.489-497
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• 2010

The remaining life estimation of the level luffing crane component, which has operated for about 20 years is examined carefully, especially on the crane structures. To analyse the crane sructures, the basic load and load combination needed to be considered. We modeled various parts of the level luffing crane to analyse fatigue. Fatigue analysis results showed that the level luffing crane is in the fatigue life so that the crane is in the safe state in fatigue cumulative damage. Analysis results show that the remaining life of a jib upper beam would be about 10 years therefore, the level luffing crane should be stable for fatigue for that period.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권2호
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• pp.203-210
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• 2012

주로터 조종 시스템은 헬리콥터의 추력 및 조종력을 담당하는 헬리콥터의 핵심 구성품이다. 주로터 조종 시스템은 스와시플레이트 조립체, 시져 조립체, 피치로드 조립체, 가이드 등으로 구성되어 있으며 추력 및 조종력 등 다양한 하중에 견디고 최적화된 피로 안전 수명을 만족시켜야 한다. 이 시스템 구성품 중 회전형 스와시플레이트는 피치로드 하중과 회전형 시져 하중에 지배적인 영향을 받는 핵심 구성품이다. 본 논문에서는 주로터 조종 시스템의 회전형 스와시플레이트 구성품에 대하여 피로 시험과 FEM 결과 비교를 통해 결과의 정확성을 입증하고, 이를 기반으로 수명을 평가하여 피로 안전수명을 도출하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1181-1187
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• 2012

항공기 착륙장치의 피로설계에는 안전수명 방법이 적용된다. 즉, 균열이나 유해한 변형과 같은 구조적 결함이 항공기 운용수명 기간을 모사하는 피로 하중 스펙트럼 조건에서 발생하지 않아야 한다. 일반적으로 항공기 착륙장치는 고주기 피로 환경에 노출되므로, 설계 단계에서 착륙장치의 피로 수명은 응력 기반의 해석을 통해 예측한다. 이를 위해 재료의 분산(Scatter) 및 표면처리 특성 등을 고려한 설계 S-N 선도를 구성하여 해석에 사용한다. 시험평가 단계에서는 실물 착륙장치에 대한 피로시험을 통해 피로설계 요구조건 충족 여부를 최종 검증한다. 본 논문에서는 항공기 착륙장치의 피로수명 해석 및 시험절차를 실제 적용 사례를 통해 제시하였다.

• 한국가스학회지
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• 제17권1호
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• pp.19-25
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• 2013

용접에 의한 가스설비, 교량, 선박 등 강 구조물의 접합 방법은 대부분 십자형이나 T형의 필릿 용접으로 이루어지며 구조물의 형상과 용도에 따라 완전 용입 또는 불완전 용입 상태로 이루어진다. 본 연구에서는 십자형 필릿용접 구조물에 대하여 재료 두께별 용입 깊이에 따른 피로 균열 특성을 파악하였고, 그 결과로부터 무한수명 영역내에서의 안전 설계응력에 대하여 고찰하였다. 미 용입 길이가 길면 루트 부 파괴가 되어 무한 수명 영역은 작고 미 용입 길이가 짧으면 토우부 파괴가 되어 무한 수명 영역은 크게 나타났다. 3층 용접한 재료 두께 20mm의 경우가 2층 용접한 재료 두께 10mm, 15mm의 경우보다 미세한 페라이트 침상 조직을 더 많게 형성시켜 노치 인성을 증가시키므로 서 피로강도와 무한 수명을 더 향상시킨 것으로 나타났다.

• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.10-19
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• 2014

기존의 헬리콥터 로터 시스템에서 기계적 힌지/베어링 부품을 복합재 빔 구성품으로 대체하여 중량과 부품수를 줄인 무베어링 허브 시스템을 설계하였으며, 그 중 중요 구성품인 유연보와 토크튜브에 대한 피로 안전수명 해석을 수행하였다. VABS를 이용한 2차원 단면 해석 수행을 통해 인장, 굽힘 및 뒤틀림 강성을 도출하였으며 2차원 탄성 보 모델에 대한 단면 구조해석 방법을 적용하여 각 단면에 발생하는 변형율을 계산하였다. 각 복합재 소재에 대한 S-N 곡선을 Wohler equation을 적용하여 생성하였으며, 정적구조해석을 통해 피로파손에 취약할 것으로 판단되는 영역에 대한 피로해석을 수행하였다. 헬리콥터 운영시로부터 구성품에 발생하는 하중은 CAMRAD II를 통해 계산하였으며, 하중해석 결과를 HELIX/FELIX 표준 하중 스펙트럼에 적용하여 무베어링 로터 허브 시스템의 하중 스펙트럼을 생성한 후, 이를 통해 최종적으로 피로 안전수명을 산출하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.189.2-189.2
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• 2010

The purpose of this study is fatigue damage assessment for large sized casting parts (hub and mainframe) of the 3MW offshore wind turbine by computer simulation. Hub and mainframe durability assessment is necessary because wind turbine have to guarantee for 20 years. Fatigue life evaluation must be considered all of fatigue load conditions as the components are wind load transmission path. Palmgren-Miner linear damage accumulation hypothesis is applied for fatigue life estimation with stress-life approach. S-N curve for the spheroid graphite cast iron EN-GJS-400-18-LT is derived according to durability guidelines. Reduction factors were applied for survival probability, surface roughness, material quality and partial safety factor according to Germanischer Lloyd rules. To calculate fatigue damage, stress tensors, extracted from the unity load calculation from ANSYS is multiplied with time track of fatigue loads extracted from GH bladed. Damage accumulation is performed with all of fatigue load conditions at each finite element nodes. In this study maximum nodal damage value is under 1.0. casted parts are safe. This research was financially supported by the Ministry of Knowledge Economy(MKE), Korea Institute for Advancement of Technology(KIAT) and Honam Leading Industry Office through the Leading Industry Development for Economic Region.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권6호
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• pp.739-748
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• 2017

Notches such as slots are typical geometric features on mechanical components that promote fatigue crack initiation. Unlike for components with open hole type notches, there are no conventional treatments to enhance fatigue behavior of components with slots. In this work we evaluate the viability of applying laser shock peening (LSP) to extend the fatigue life of 6061-T6 aluminum components with slots. The feasibility of using LSP is evaluated not only on damage free notched specimens, but also on samples with previous fatigue damage. For the LSP treatment a convergent lens was used to deliver 0.85 J and 6 ns laser pulses 1.5 mm in diameter by a Q-switch Nd: YAG laser, operating at 10 Hz with 1064 nm of wavelength. Residual stress distribution was assessed by the hole drilling method. A fatigue analysis of the notched specimens was conducted using the commercial code FE-Safe and different multiaxial fatigue criteria to predict fatigue lives of samples with and without LSP. The residual stress field produced by the LSP process was estimated by a finite element simulation of the process. A good comparison of the predicted and experimental fatigue lives was observed. The beneficial effect of LSP in extending fatigue life of notched components with and without previous damage is demonstrated.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권1호
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• pp.125-133
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• 2012

This study aims at structural analysis with fatigue on the shock absorber mount of automobile. Two kinds of mount as original model 1 and reinforced model 2 are applied. Among the cases of nonuniform fatigue loads at both models, 'SAE bracket history' with the severest change of load becomes most unstable but 'Sample history' becomes most stable. In case of 'SAE bracket history' or 'SAE transmission', the maximum fatigue life at model 2 is 5 to 6 times as much as model 1 and the minimum damage at model 2 is decreased 5 to 6 times as much as model 1. In case of 'Sample history' as slow fatigue loading history, the minimum damage at model 2 becomes same as model 1 but the maximum fatigue life at model 2 is decreased more than 17 times as much as model 1. In case of 'Sample History' with the average stress of -$10^4MPa$ to $10^4MPa$ and the amplitude stress of 0MPa to $10^4MPa$, the possibility of maximum damage becomes 3%. This stress state can be shown with 5 times more than the damage possibility of 'SAE bracket history' or 'SAE transmission'. Safe and durable design of shock absorber can be effectively improved by using this study result on mount frame.

• 한국기계가공학회지
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• 제10권6호
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• pp.63-69
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• 2011

This study analyzes stress, fatigue and vibration on main rotor and body of helicopter. The maximum stress is shown on adjoint part between body and main rotor at the lower position of main rotor. As the maximum displacement amplitude is happened at 4000Hz, there is no resonance and the state of helicopter becomes safe at hovering without the abnormal air current and the disabled rotor. Among the cases of nonuniform fatigue loads, 'SAE bracket history' with the severest change of load becomes most unstable but 'Sample history' becomes most stable. In case of 'Sample History' with the average stress of 0MPa to $-10^5MPa$ and the amplitude stress of 0MPa to $8.539{\times}10^5MPa$, the possibility of maximum damage becomes 3%. This stress state can be shown with 5 times more than the damage possibility of 'SAE bracket history' or 'SAE transmission'. The structural result of this study by using the analysis of vibration and fatigue can be effectively utilized for safe and durable design of helicopter.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권1호
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• pp.70-76
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• 2013

This study investigates structural durability through the analyses of stress, fatigue life and vibration damage at bike carrier basket. As model 2 has less stress and deformation than model 1 on static structural analysis, model 2 becomes more durable than model 1. Among the cases of nonuniform fatigue loads, 'SAE bracket history' with the severest change of load becomes most unstable but 'Sample history' becomes most stable. The amplitude deformations become highest at maximum response frequency of 2400Hz in cases of models 1 and 2. As the values of maximum equivalent stresses become within the allowable material stresses at two holes at the upper parts on models 1 and 2, these models become safe. The structural result of this study can be effectively utilized with the design of bike carrier basket by investigating prevention and durability against fatigue or vibration damage.