The fatigue characteristics of glass fiber reinforced plastic (GFRP) composites were studied under repeated loads using the finite element method (FEM). To realize the material characteristics of GFRP composites, Digimat, a mean-field homogenization tool, was employed. Additionally, the micro-structures and material models of GFRP composites were defined with it to predict the fatigue behavior of composites more realistically. Specifically, the fatigue characteristics of polybutylene terephthalate with short fiber fractions of 30wt% were investigated with respect to fiber orientation, stress ratio, and thickness. The injection analysis was conducted using Moldflow software to obtain the information on fiber orientations. It was mapped over FEM concerned with fatigue specimens. LS-DYNA, a typical finite element commercial software, was used in the coupled analysis of Digimat to calculate the stress amplitude of composites. FEMFAT software consisting of various numerical material models was used to predict the fatigue life. The results of coupled analysis of linear and nonlinear material models of Digimat were analyzed to identify the fatigue characteristics of GFRP composites using FEMFAT. Neuber’s rule was applied to the linear material model to analyze the fatigue behavior in LCF regimen. Additionally, to evaluate the morphological and mechanical structure of GFRP composites, the coupled and fatigue analysis were conducted in terms of thickness.

Engine components subjected to cyclic thermal and mechanical loads may experience low-cycle or high-cycle fatigue failures. In particular, both of these failures can easily occur in aluminum cylinder heads, which are exposed to high temperatures and combustion pressures. Predicting the fatigue characteristics of the cylinder head are very important in the design stage of engine development. In this study, a finite element analysis was performed to predict the low-cycle thermal fatigue around exhaust ports of the cylinder head. Temperature distributions are obtained through the heat transfer analysis considering thermal cyclic test. The analysis result involves large plastic deformations, indicating compressive stresses at high temperatures and subsequently turn into tensile stresses at cold conditions. And the results showed that the critical regions such as exhaust port with large plastic strains coincided well with crack locations from thermal cyclic test. Next, design changes were made to the critical areas of the exhaust ports, and the results showed that the durability was improved by about 60% over the initial model and there were no problems in the thermal fatigue test.

목적 : 본 연구는 HMD디바이스를 이용한 VR영상 시청이 양안 시기능과 EEG, 시각 피로에 어떠한 영향을 미치는지 확인하고자 하였다. 방법 : 전신질환 안질환이 없고 교정시력이 1.0 이상인 20~30대 성인 남녀 28명을 대상으로 VR영상시청 전과 후의 Howell 카드를 사용하여 원거리 사위, 근거리사위를 측정하였고 가림막대와 주시막대와 자를 이용하여 조절근점과 폭주근점을 측정하였다. 62개의 Ag-AgCl 전극이 부착된 Quick cap과 NeuroScan SynAmps를 사 용하여 정량화 뇌파(Quantitative elctroencephalography)를 측정하였고 CURRY7을 사용하여 전처리하여 분석 하였다. Simulator sickness questionnaire를 사용하여 VR영상시청 전과 후의 사이버 멀미 점수를 통해 시각피 로도를 비교하였다. 결과 : VR영상 시청 전 후 폭주근점(p<0.001)과 근거리 사위도(p=0.004), AC/A비(p=0.023)에서 유의한 차이를 보였다. 조절력과 원거리 외사위에서는 유의한 차이가 없었다. VR영상 시청 전 후, 정량화 뇌파 분석에서 눈을 뜬 상태의 알파1밴드의 상대파워 (p<0.001)와 알파2밴드의 상대파워(p=0.003)가 뇌의 앞, 중간, 뒤 모두에서 유의한 차이를 보였다. VR영상 시청 전 후, Simulator sickness questionnaire의 점수가 전체적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.001). 상관분석에서는 전방의 알파1밴드 상대파워가 근거리 사위도(p=0.038), AC/A비(p=0.041)와 유의한 상관관계를 보였다. 중앙의 알파1밴드 상대파워와 전체 SSQ의 점수도 유의한 상관관계를 보였으며(p<0.001) 중앙과 후방의 알파2밴드 상대파워 또한 SSQ의 메스꺼움(p=0.029), 안구운동장애(p=0.021), 방향감각상실(p=0.010) 점수와 유의한 상관관계를 보였다. 결론 : VR 영상 시청 후, 폭주근점이 유의하게 증가하였고, 근거리에서는 외사위가 유의하게 증가하였다. 그리고 알파파가 유의하게 증가하였다. 또한 모든 피실험자가 사이버멀미를 느꼈으며 방향 감각 상실의 정도가 가장 크게 증가하였다.

Pipe for water supply is one of the important parts that supply water to home, factory and so on. Water leakage in pipe for water supply due to deterioration, ground sinking and earthquake leads to enormous economical loss. Therefore, pipe for water supply should be designed to satisfy the requirement of, for instance, structural stability and fatigue durability. The purpose of this study was to investigate the fatigue durability of flexible joint for relaxing the impact due to earthquake and ground sinking. For this purpose, flexible joint was simulated using dynamic characteristics and fatigue life. As the results, the problem of fatigue durability may occur when flexible joint and pipe for water supply are treated as rigid body in simulation. Thus it means that the role of packing in flexible joint is very important and packing should be designed as optimal conditions that are considered fatigue durability as well as waterproof.

Additively manufactured metallic components contain high surface roughness values, which lead to unsatisfactory high cycle fatigue resistance. In this study, high cycle fatigue properties of selective laser melted Ti-6Al- 4V alloy are investigated and the effect of dry-electropolishing, which does not cause weight loss, on the fatigue resistance is also examined. To reduce the internal defect in the as-built Ti-6Al-4V, first, hot isostatic pressing (HIP) is conducted. Then, to improve the mechanical properties, solution treatment and aging are also implemented. Selective laser melting (SLM)-built Ti64 shows a primary α and secondary α+β lamellar structure. The sizes of secondary α and β are approximately 2 μm and 100 nm, respectively. On the other hand, surface roughness Ra values of before and after dry-electropolishing are 6.21 μm and 3.15 μm, respectively. This means that dry-electropolishing is effective in decreasing the surface roughness of selective laser melted Ti-6Al-4V alloy. The comparison of high cycle fatigue properties between before and after dry-electropolished samples shows that reduced surface roughness improves the fatigue limit from 150 MPa to 170 MPa. Correlations between surface roughness and high cycle fatigue properties are also discussed based on these findings.

본 연구에서는 CFRP판으로 보강된 콘크리트 보의 피로파괴 특성을 알아보기 위하여 보강재의 정착 길이, 보강재의 정착넓이, 보강재의 정착량을 실험변수로 반복 하중에 따른 역학적 거동과 파괴형태를 분석하고 CFRP판 사용에 대한 안전성과 타당성을 평가하도록 하였다. 반복하중의 범위는 극한하중의 10~70%를 취하고 3점 재하방식으로 sine파를 이용한 3Hz의 속도로 재하 하였다. 실험결과 보강길이가 작을수록 보강재 단부에서 박리파괴가 일어날 확률이 증가하였고 반복하중의 횟수도 현저히 감소되어 안정성은 다소 감소됨을 알 수 있다. 보강두께는 감소할수록 피로수명은 증가하지만 CFRP와 콘크리트사이의 부착력 이 저하되어 경계면에서 박리파괴가 일어나 최종파괴를 이루었다. 보강넓이는 감소할수록 피로 횟수는 현저하게 증가되었고 보강재의 이용률도 현저하게 증가되어 안정성도 증가함을 알 수 있다.

Fatigue is not a trivial issue and needs much attention. On the other hand, fatigue among seafarers could lead to accidents at sea due to their inability and ineffectiveness in carrying out their work. Some were caused by sleepiness and lack of vigour, which, could not only affect their safety but compromising on other seafarers as well. In this study, factors that cause fatigue among seafarers were examined analytically and their quantitative priorities were determined using Analytic Hierarchy Process (AHP) method. Additionally, the Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) is used to identify the best alternatives in minimizing fatigue among seafarers. For this, data is collected through interview involving those working in academic and maritime industry with more than 5 years of experiences in dealing with seafarers. The AHP result shows that fitness is the main cause that could affect fatigue on seafarers’ reliability. Besides, TOPSIS result shows that a well-maintained shipboard is the best way in sustaining seafarers’ energy. In sum, fatigue among seafarers could influence on safety and may lead towards precarious health issue over a long-term.

일반적으로 피로수명은 예측모델과 외부하중 및 기타 환경조건에서의 불확실성으로 인해 정확한 예측이 어렵다. 정확하고 신뢰성 있는 피로균열 예측을 바탕으로 강구조물의 수명관리가 효율적으로 수행될 수 있는데, 이를 위해서는 피로균열 성장 예측과 관련된 정보의 효과적이고 지속적인 업데이트가 필수적이다. 피로균열 예측 업데이트는 기존 예측모델의 변수들을 가용한 현재의 정보와 통합하는 과정을 의미하는데, 업데이트되는 변수들에 따라 예측모델의 결과가 달라진다. 본 연구에서는 피로균열 예측 업데이트에 필요한 가장 적절한 변수들을 결정하는 기법을 제시한다. 이를 위해 피로균열 예측 모델의 모든 변수들의 조합을 고려하여, 발견된 균열의 크기와 업데이트된 변수들의 차이를 평가한다. 피로균열 예측모델의 변수 업데이트를 위해 Markov chain Monte Carlo 시뮬레이션 기반 Bayesian 업데이트 기법을 적용하며, 발견된 균열의 크기와 업데이트된 예측균열의 크기 비교를 위해 평균절대오차(Mean absolute error) 기법과 Kullback-Leibler(KL) divergency 기법을 적용한다.

본 연구는 L-arginine 섭취가 고강도 훈련 프로그램에 따른 카누선수의 근 손상 지표, 피로 물질 및 경기력 향상에 미치는 영향을 확인하는데 목적이 있다. 이를 위해 고등학교 카누 선수 7명을 대상으 로 고강도 훈련 프로그램을 적용하였으며, 고강도 훈련 프로그램은 주 2회의 유산소 운동(화, 목), 주 3회 의무산소 운동(월, 수, 금) 그리고 주 5회의 유연성 운동을 실시하였다. 고강도 훈련 프로그램을 진행하는 6주 과정 중에 처음 2주는 약물섭취(L-arginine or 위약)를 실시하고 다음 2주는 wash out, 그리고 마지막 2주도 약물섭취(L-arginine or 위약)를 실시하였다. 모든 연구대상자들이 L-arginine 섭취(시험군)와 위약 그룹(대조군)으로 배정되는 교차설계로 디자인하였다. L-arginine은 하루 총 3g으로 섭취하였다. 채혈을 통해 L-arginine 섭취에 따른 근 손상 지표, 피로 지표, 항산화력을 확인하였으며, 혈관내피세포기능 분석을 위해 FMD, 그리고 카누 에르고미터를 활용하여 카누 경기력을 분석하였다. 본 연구결과 L-arginine 섭 취에 따른 Ammonia, IP, CK의 수준의 직접적인 효과는 나타나지 않았으며, LDH의 수준은 L-arginine 섭취로 인해 PLA 그룹보다 ARG 그룹에서 더 감소하는 것으로 나타났다. L-arginine 섭취에 따른 Total NO, d-ROMs, BAP, 그리고 FMD의 수준도 통계적으로 유의한 차이는 없는 것으로 나타났다. 마지막으로 카누 경기력 향상을 확인하기 위해 실시한 500M 카누 에르고미터 결과에서 총시간, 스트록 거리, 평균 속도 분석에서 L-arginine의 운동수행능력 향상의 직접적인 효과는 나타나지 않았다. 하지만 L-arginine 섭취로 인해 근손상 지표, 피로 지표, 항산화력, FMD, 그리고 카누 경기력 수준이 개선되는 경향은 나타 났다. 따라서 L-arginine 섭취의 잠재적인 운동능력 향상 보조제 효과에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

본 연구는 군에서의 신체적, 정서적 피로도가 과업성과에 미치는 영향에 있어서 업무과부화 인식의 매개효과와 자기규제의 조절효과에 대하여 알아보고자 하였다. 대부분의 연구에서는 업무과부화의 상위요인인 직무요구와 과업성과와의 관계를 알아보거나 피로도와 과업성과와의 관계를 검증한 연구가 대부분이었으며, 군에서의 연구는 전무한 실정이다. 연구 결과, 신체적, 정서적 피로도는 업무과부화 인식의 정(+)적 영향을, 과업성과에는 부(-)적 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 또한, 업무과부화 인식 역시 과업성과에 부(-)적 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 업무과부화 인식은 신체적, 정서적 피로도와 과업성과와의 관계에서 매개효과를 보이는 것으로 나타났다. 마지막으로 자기규제는 모형의 관계에서 조절효과를 보이는 것으로 확인되었다. 이것은 자기규제가 높은 인원들이 부(-)적인 과업성과와 직무자원의 소모를 완충시켜주는 역할을 한다는 것을 실증적으로 확인한 결과가 되겠다. 본 연구는 신체적, 정서적 피로도가 업무과부화 인식과 과업성과에 미치는 영향과 두 변수간의 내재된 매커니즘을 실증적으로 확인했다는 측면에서 이론적, 실무적 의미를 지니고 있으며, 연구결과를 토대로 연구의 한계 및 향후 연구방법을 제시하였다.

철도 분기기는 결선부와 곡선부의 존재로 인하여 선로에서 가장 손상이 많이 발생하는 구간이며, 구조적 건전성을 유지관리하기 위하여 매년 상당한 비용이 투입되고 있다. 레일연마는 이러한 분기기의 레일 손상을 감소시켜 유지관리 비용을 저감할 수 있는 방안 중 하나로 알려져 있으나, 현재까지 국내에서는 분기기 레일 연마를 통한 유지관리 비용 절감 효과를 정 량적으로 연구한 사례가 거의 없는 상황이다. 이 논문에서는 분기기 레일 연마를 통한 유지관리 비용 절감 효과를 다물체 동적 해석프로그램인 VI-Rail을 이용하여 검토하였다. 레일 연마 효과는 레일 표면의 조도를 이용하여 모사하였으며, VI-Rail 프로 그램의 Flextrack 모델을 이용하여 차량-궤도 상호작용해석을 수행하였다. 수치해석은 60kg #8 분기기와 EMU 차량 모델을 이용 하여 수행하였으며, 레일 표면 조도는 실제 궤도에서 측정된 값을 기반으로 작성한 PSD 함수를 이용하여 모사하였다. 해석 결 과 레일 연마는 분기기 레일의 피로 수명을 6.5% 가량 증가시키는 것으로 나타났다.

Background: High-heeled shoes can change spinal alignment and feet movement, which leads to muscle fatigue and discomfort in lumbopelvic region, legs, and feet while walking. Objects: This study aimed to identify the effects of different shoe heel heights on the walking velocity and electromyographic (EMG) activities of the lower leg muscles during short- and long-distance walking in young females. Methods: Fifteen young females were recruited in this study. The experiments were performed with the following two different shoe heel heights: 0 ㎝ and 7 ㎝. All participants underwent an electromyographic procedure to measure the activities and fatigue levels of the tibialis anterior (TA), medial gastrocnemius (MG), rectus femoris (RF), and hamstring muscles with each heel height during both short- and long-distance walking. The walking velocities were measured using the short-distance (10-m walk) and long-distance (6-min walk) walking tests. Results: Significant interaction effects were found between heel height and walking distance conditions for the EMG activities and fatigue levels of TA and MG muscles, and walking velocity (p<.05). The walking velocity and activities of the TA, MG, and RF muscles appeared to be significantly different between the 0 ㎝ and 7 ㎝ heel heights during both short- and long-distance walking (p<.05). Significant difference in the fatigue level of the MG muscle were found between the 0 ㎝ and 7 ㎝ heel heights during long-distance walking. In addition, walking velocity and the fatigue level of the MG muscle at the 7 ㎝ heel height revealed significant differences in the comparison of short- and long-distance walking (p<.05). Conclusion: These findings indicate that higher shoe heel height leads to a decrease in the walking velocity and an increase in the activity and fatigue level of the lower leg muscles, particularly during long-distance walking.

Recently, automobile washing methods have been carried out using steam of high temperature and high pressure instead of water. Therefore, it is necessary to secure the structural stability of the steam tank. In this study, it is necessary to reduce the weight of the steam tank by reducing the thickness of the existing steam tank by about 25%. The safety of the product design was verified through simulation to ensure the robustness of the product by securing the structural stability and fatigue analysis at high temperature and pressure of the steam tank according to the weight reduction. For newly developed products compared to existing models.

There are many studies to extend the distance traveled by electric vehicles. However, much research has been done to increase the capacity of the battery. In this study, some engines for power generation, in which a battery is charged with energy by mounting a small internal combustion engine in which an engine is mounted in an electric vehicle and the battery is charged with energy, are being studied. Therefore, since such an engine is operated at a high load, the camshaft and the camshaft are emphasized to have high load strength and durability to withstand fatigue.

Whole body fatigue detection is an important phenomenon and the factors contributing to whole body fatigue can be controlled if a mathematical model is available for its assessment. This research study aims at developing a model that categorizes whole body exertion into fatigued and non-fatigued states based on physiological and perceived variables. For this purpose, logistic regression was used to categorize the fatigued and non-fatigued subject as dichotomous variable. Normalized mean power frequency of eight muscles from 25 subjects was taken as physiological variable along with the heart rate while Borg scale ratings were taken as perceived variables. The logit function was used to develop the logistic regression model. The coefficients of all the variables were found and significance level was checked. The detection accuracy of the model for fatigued and non-fatigues subjects was 83% and 95% respectively. It was observed that the mean power frequency of anterior deltoid and the Borg scale ratings of upper and lower extremities were significant in predicting the whole body fatigued when evaluated dichotomously (p < 0.05). The findings can help in better understanding of the importance of combined physiological and perceived exertion in designing the rest breaks for workers involved in squat lifting tasks in industrial as well as health sectors.