• 제목, 요약, 키워드: 피로도

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기계부품의 피로파괴사례 및 방지대책

  • 김재곤
    • 기계저널
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    • v.29 no.2
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    • pp.118-124
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    • 1989
  • 피로파괴의 발생원인을 살펴보면 다음과 같이 4가지로 구별된다. (1) 설계불량 (2) 가공불량 (3) 소재불량 (4) 부적절한 사용 그러나 현재 기계설계시 일반적으로 형상계수 및 충격계수를 포함한 안전율을 여유있게 고려하기 때문에 피로강도가 간접적으로 설계시 반영되어 피로파괴는 주로 가공이나 원소재 불량 및 사용상의 부주의에 의한 경우가 대부분이다. 즉 기계가공 도중에 노치가 유입되어 응력집중을 발생시키거나, 규정된 표면처리 혹은 열처리가 이루어지지 못해서 재료의 피로강도가 저하한 경우가 많으며, 소재 역시 비금속 개재물이 다량 함유되어 있거나 열처리 특성이 조악한 소재가 사용되어 요구되는 강도를 확보하지 못한 경우도 많다. 그 반면 사용자 측에서도 설계강도를 무시한 과부하를 인가하거나, 부식환경 혹은 고온에서 사용하여 피로파괴를 촉진시키는 경우도 있으므로 사용자도 설계조건을 인식하여 그 한계를 넘지 않도록 해야 한다. 피로파괴는 단순한 원인에 의한 경우가 적고 복잡한 여러 형상이 중첩되는 경우가 많기 때문에 해석하기 어려운 경우가 많다. 결국 피로 파괴의 방지는 피로강도를 저하시킬 수 있는 요인들을 종합하여 설계단계에서부터 최종 사용단계까지 지속적인 관리에 의해서만 달성 될 수 있다.

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트러스 철도교에서 피로손상이 발생한 절취된 세로보의 보강방법 (Repair of Fatigue Damage of Coped Stringers in Railway Truss Bridge)

  • 김기두;전준창;황윤국;장동일
    • 한국강구조학회 논문집
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    • v.8 no.4
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    • pp.95-103
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    • 1996
  • 단순 전단연결 구조를 가진 강철도교의 세로보 단부의 절취부위에서 많은 피로균열이 발견되었으며, 이러한 부위의 피로균열은 피로손상의 전형적인 예이다. 피로균열을 가진 세로보 절취부위의 보강방법을 연구하기 위하여 가로보 및 세로보의 상부 플랜지에 인장판을 부착한 경우와 부착하지 않은 경우로 구분하여 피로실험을 수행하였다. 피로실험에 사용된 하중은 현장에서 측정된 실동응력을 기초하여 빈도해석을 통해 산정하였다. 피로실험 결과, 인장판으로 보강한 모멘트 저항 연결구조상세가 철도교에서 균열성장을 효과적으로 정지시킬 수 있는 것으로 판명되었으며, 피로손상을 가진 절취부위의 보강방법으로 제시될 수 있을 것으로 사료된다.

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선체구조물의 피로강도 해석기법

  • 송재영;신찬호
    • 전산구조공학
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    • v.10 no.3
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    • pp.7-14
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    • 1997
  • 본 고에서는 설계자가 초기 설계시 적용할 수 있는 간이피로해석방법에 대하여 기술하였으며, 특히 선체의 각 구조상세에 대하여 산정된 응력집중계수를 이용하여 피로수명을 쉽게 평가할 수 있는 집중응력방법을 정립하였다. 이 집중응력방법을 사용하면 모든 구조상세에 대하여 한개의 S-N 선도를 적용하게 되므로 일관성 있는 피로상도해석을 수행할 수 있다. 또한 피로수명에 큰 영향을 미치는 파랑하중은 설계조건에 주어진 선급규칙에 따라 계산되어진다. 선체구조의 피로강도평가 기술은 계측, 실험, 해석 및 경험을 포함하는 광범위하고 포괄적이면서 정밀함을 요구하는 종합기술이지만 여기에는 많은 불확실성이 내포되어 있다. 따라서 이를 구명하고 모든 선체구조에 적용할 수 있는 신뢰성 있는 피로강도 평가기술을 개발하기 위하여는 실선계측을 통한 피로하중규명 선체구조에 적용할 수 있는 피로강도 Data base개발, 균열진전해석 등 많은 과제에 대한 집중적인 연구가 계속 수행되어야 한다.

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2차원 영상을 이용한 근전도신호의 피로도 해석에 관한연구 (A Study on the Measuring EMG Signal Using Two-Dimensional images of the Fatigue analysis)

  • 강병종;이영석
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • pp.1010-1013
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    • 2009
  • 본 논문에서는 STFT을 이용한 이두박근의 근전도 신호 근피로도 측정 방법을 제시한다. 개선된 STFT방식은 기존연구에서 사용되어져 왔던 중간주파수를 이용한 근피로도 측정 방법과 달리 STFT를 이용한 시간, 주파수 평면에서 2차원 영상을 이용하여 근피로도를 측정할 수 있는 방법이다. 제안한 방법은 이두박근에서 수집한 근전도 신호의 근피로도 측정에 사용하여 제안한 방법의 타당성을 검증하였다.

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비틀림 하중을 받는 고주파열처리 드라이브 차축의 피로수명 평가 (Fatigue Life Estimation of Induction-Hardened Drive Shaft Under Twisting Loads)

  • 김태영;김태안;한승호
    • 대한기계학회논문집A
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    • v.41 no.6
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    • pp.567-573
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    • 2017
  • 자동차 부품 중 드라이브 샤프트는 엔진에서 발생하는 토크를 바퀴에 전달하는 동력 전달장치의 핵심 부품이다. 엔진에서 입력되는 비틀림 하중과 주행 중 발생하는 실동하중에 의한 부품의 파손을 방지하기 위해, 고주파 열처리로 강도 및 피로수명이 개선되고 있다. 본 연구에서는 고주파 열처리에 따른 드라이브 샤프트의 피로수명을 정량적으로 평가할 수 있는 피로수명 평가기법을 구축하였다. 드라이브 샤프트의 소재인 SAE10B38M2 강재로 모재 및 경화깊이가 서로 다른 고주파 열처리 시편 두 종을 제작하여 비틀림 하중 하에서의 전단 변형률 제어 피로시험을 진행하였고, 변형률-수명 피로수명 평가에 필요한 피로 물성값을 구하였다. 얻어진 피로 물성값을 이용하여 드라이브 샤프트의 변형률 기반 피로해석을 진행하였으며, 얻어진 피로수명 결과를 시제품 피로시험 결과와 비교하여 해석기법의 타당성을 검증하였다.

도시형 자기부상열차 대차 프레임의 피로강도 평가 (Fatigue Strength Evaluation of Bogie Frame of Urban Maglev Train)

  • 한정우;김흥섭;방제성;송시엽
    • 대한기계학회논문집A
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    • v.37 no.7
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    • pp.945-951
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    • 2013
  • 본 논문은 도시형 자기부상열차에 사용되는 대차프레임의 피로강도를 평가하는 방법을 제안하였다. 가상의 하중 시나리오로부터 구조해석을 수행하여 응력해석결과를 Goodman 선도상의 피로한계선도와 비교하였으며, UIC 규격에 적용되는 3단계의 피로조건을 적용하여 피로누적손상도(cumulative fatigue damge, D)를 계산하였다. 피로해석결과, Goodman 선도상에서 대차 프레임 사용소재인 A6005 알루미늄 합금 Butt 용접부의 피로한계선도를 초과하지 않았다. 가장 높은 피로손상도는 캐스팅 블록 및 전자석 폴 연결부로서 $1{\times}10^7$ cycles 기준으로 D=0.808로 계산되어 파손기준을 초과하지 않음을 확인하였다. 피로해석과 동일 조건으로 실시된 수직, 좌우, 전후 방향의 피로시험에서 대차 프레임의 어느 위치에서도 균열이 발생되지 않았으며, 이는 피로안전측으로 계산된 해석결과와 부합되는 결과이다.

시큐리티 요원의 규칙적인 운동참여 활동이 감정노동과 피로도에 미치는 영향 (The Effects of Emotional Labor on Fatigue Scale of Private Security Guards in Regular Exercise)

  • 김의영
    • 시큐리티연구
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    • no.62
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    • pp.205-221
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    • 2020
  • 본 연구는 규칙적인 운동참여 시큐리티요원의 감정노동이 피로도에 미치는 영향을 규명하여 시큐리티 산업의 핵심인 시큐리티 종사원의 복지 및 근무환경을 개선하기 위한 기초자료를 제공하려는 목적으로 진행하였다. 시큐리티요원 260명의 설문응답을 최종 분석 자료로 사용하였으며 SPSS Windows 18.0 통계프로그램을 이용하여 요인분석, t-test, 상관분석, 중다회귀분석의 통계적 검정을 통하여 다음과 같은 결론을 도출하였다. 첫째, 규칙적으로 운동에 참여하는 시큐리티요원이 운동에 참여하지 않는 시큐리티요원보다 피로도의 하위변인 즉, 신체적, 소진, 신경계의 피로가 낮게 나타났다. 둘째, 시큐리티요원의 감정노동의 하위변인 즉, 내면행동이 높아질수록 피로도는 낮아지고, 표면행동이 높아질수록 피로도는 높아지는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 시큐리티요원의 규칙적인 운동참여 활동이 감정노동을 낮추고, 피로를 개선시킬 수 있을 것으로 사료된다.

면내 거셋 용접연결부의 피로강도 (Fatigue Strength of In-plane Welded Attachments)

  • 배두병
    • 한국강구조학회 논문집
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    • v.15 no.6
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    • pp.629-637
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    • 2003
  • 본 논문은 강교량에서 큰 응력범위가 발생하는 위치에 불가피하게 존재하는 가장 일반적인 피로 취약 상세인 면내 거셋 용접부에 대한 3단계에 걸친 피로 시험 결과를 분석 평가 하였다. 플랜지 및 부착물의 두께, 부착물의 길이와 적용강재를 변화시킨 총 57개의 피로 시험편이 제작되어 인장피로시험이 수행되었으며, 1단계 시험에서는 실물크기 및 시험체에 대한 피로 실험도 수행되었다. 실험 결과로부터 현 설계기준에 제시된 대상상세에 대한 피로강도 기준의 적정성을 평가하고, 플랜지와 용접 연결된 부착물의 두께, 길이 등의 기하학적 형상 및 적용강재의 강도가 피로강도에 미치는 영향과 균열의 발생 및 진전 거동 특성을 규명하였다. 외국의 피로실험 자료와 비교 분석한 결과 강재가 서로 달라도 유사한 피로강도를 갖는 것으로 나타났으며, 이는 강종 보다는 기하학적 형상 및 용접관련사항이 피로강도에 미치는 영향이 크다는 것을 나타내며, 형상에 따라 응력집중계수의 차이가 매우 커서 거셋 부착부의 변화부 반경, 길이 및 플랜지의 폭에 따라 상세분류를 좀더 세분화 할 필요가 있는 것으로 나타났다.

강재 트러스교의 해석에 의한 피로설계기준 비교 및 검토 (Comparison and Review of Fatigue Design Criteria by the Structural Analysis of Steel Truss Bridges)

  • 김상석;정희영
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • v.7 no.3
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    • pp.241-249
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    • 2003
  • 강교의 구조적 거동은 강도 및 사용성이 충족되고, 피로안전성이 확보될 때 공용수명을 충분히 확신할 수 있다. 그러나, 현재 교량의 피로에 관한 연구들은 상당히 부족하여 이 분야에 대한 지속적인 연구가 절실히 요구된다. 본 연구는 강교의 장기적인 피로안전성을 확보하기 위해서 실무에 적합한 피로설계지침의 방향을 제시함을 목표로 수행되었다. 연속된 강재 트러스교에 실교통량의 누적빈도수를 적용시켜 분석한 결과, 국내의 피로설계규정은 응력범위와 피로강도가 국외의 주요 설계기준에 비하여 과대평가 되는 것으로 나타난다. 따라서, 향후 국내의 피로설계지침에서는 피로설계조항들이 피로설계에 합리적으로 규정되는 것이 필요하다.