과부하로 인한 균열지연과 변형경화지수와의 상호관계

Correlation between Overload Retardation and Hardening Exponent

본 연구에서는 기계적 성질이 상이한 4가지 박용재료에 대한 피로실험을 통하여, 일정 진폭하중 피로실험에서의 피로균열 전파거동과 단일 과부하하중 피로실험에서의 피로균열 전파거동을 비교함으로써, 재료의 변형경화지수(n)와 단일과부하하중에 의한 피로균열 지연효과와의 관계를 규명하고자 하였다. 본 실험의 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 단일 과부하하중을 작용시키면 피로 균열 전파속도는 지연되며, 이 지연효과의 정도는 재료의 기계적 성질 특히 변형경화지수와 밀접한 관계가 있다. (2) 단일 과부하하중에 의한 피로 균열 전파속도는 변형경화지수의 값이 작은 재료에서는 피로균열 지연효과가 작고, 변형경화지수의 값이 큰 재료일수록 지연효과가 커진다. (3) 단일 과부하하중에 의한 균열 closure의 현상은 변형경화지수의 값이 큰 재료에서 뚜렷이 나타나며, n이 0.2보다 큰 재료에서 단일 과부하하중에 의한 피로수명 연장이 효과적임을 알 수 있다.

This paper investigates the relationship between strain hardening exponents(n) of various marine materials and fatigue crack retardation effect after applying single overload. Using the four different sheet materials, following results are obtained. (1) The fatigue crack propagation rate after applying single overload was retarded and the effects of this retardation were closely related to the strain hardening exponent. (2) The larger the strain hardening exponents were, the more were the fatigue crack retardation effects after applying single overload. (3) The considerable crack closure with the applying of a overload was observed in matrals with large strain hardening exponent. When n is smaller than 0.1, the fatigue crack retardation effects are negligible. On the contrary, when n is larger than 0.2 the fatigue crack retardation effects are significant.