• Title/Summary/Keyword: 균열특성

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금속의 피로 및 피로균열전파

  • Kim, Sang-Sik
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.22.1-22.1
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    • 2011
  • 산업의 발달과 더불어 수송기기를 포함한 각종 구조물의 경량화에 따라 피로파괴에 대한 관심이 높아지고 있다. 과거에는 피로균열생성과 피로균열전파를 구분하지 않는 S-N (stress-cycles to failure) 피로 개념을 이용하여 구조재의 피로 거동을 이해하고자 하였다. 그러나 최근에는 모든 구조물에는 균열이 존재한다는 가정에서 시작된 파괴역학(fracture mechanics)에 기초한 피로균열성장 개념을 이용하여 피로에 대한 저항성이 큰 구조재를 개발하고 있으며, 구조물의 피로수명을 예측하고 있다. 본 발표에서는 미세조직, 인장특성, 용접이나 부식 환경 등이 금속의 피로 및 피로균열성장(fatigue crack propagation)에 미치는 영향에 대한 논하고자 한다.

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질소 이온빔을 이용한 인코넬690의 기계적 특성 변화 연구

  • 홍인석;황용석
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1997.05b
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    • pp.118-122
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    • 1997
  • 차세대 원자력발전소 증기발생기 전열관 재료로 채택된 니켈기저합금으로 기존 전열관 재료인 인코넬600에 비해 고온 고압 조건에서 응력부식균열에 강한 장점을 가진 합금인 인코넬690 시료에 최대 에너지 120 keV의 질소 이온빔을 조사하여 이 재료의 기계적 특성 변화를 관측하였다. 특성 시험으로는 표면 경화를 관찰하기 위한 미세 경도 시험을 수행하여 미세 경도 증가를 확인하였다 아울러 표면 경화가 피로 특성에 미치는 영향을 관찰하기 위해 피로 균열 전파 시험을 수행하여 이온 주입으로 인한 표면 경화가 피로 균열 전파를 촉진시킴을 관찰하였다.

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A Study on the Strength, Toughness and Crack Control Characteristics of Polypropylene Fiber Reinforced Concrete (폴리프로필렌 합성섬유보강 콘크리트의 강도, 인성 및 균열제어 특성 연구)

  • 오병환;한승환;차수원;백상현
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 1995.04a
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    • pp.305-310
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    • 1995
  • 토목 및 건축재료로서 폴리프로필렌 섬유 모르타르 및 콘크리트의 사용은 미국, 영 국 등지에서 개발되기 시작하여 많은 연구가 진행되어 왔는데, 가격이 저렴하고, 화학적인 안정성과 내구성이 우수하여 그 사용이 점차 증대되고 있는 실정이다. 이러한 폴리프로필렌 섬유의 사용은 모르타르 및 콘크리트가 건조나 냉각에 의해 수축될 때 구속에 의해 발생하 는 인장응력 및 균연을 제어하고, 인성의 증가와 충격, 마모, 피로에 대한 저항성, 내구성을 증대시키는 등의 장점을 가지는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 이러한 폴리프로필렌 섬유 모르타르 및 콘크리트의 역학적 거동특성인 압축강도, 인장강도, 인성, 유동성과 균열 특성을 실험적으로 규명하고자 하였다. 실험결과 폴리프로필렌의 혼입량이 증가할수록 압축 강도, 인장강도, 인성의 증가를 보였으나, 혼입향 0.2%를 초과할 경우 유동성, 강도 모두 감 소하는 것을 볼 수 있었다. 그리고 단섬유형 보다는 메쉬 형태의 폴리프로필렌 섬유가 역학 적 특성면에서 우수한 것으로 관찰되었으며, Kraai 방법에 의한 소성수축균열제어 특성 실 험에서 약 45% 이상으 균열감소 (0.1%혼입) 효과를 볼 수 있었다.

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Description of crack growth behavior of SB41 steel in terms of J integral (J적분에 의한 SB41강의 피로균열 진전 특성 평가)

  • 배원호;김상태;이택순
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.14 no.6
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    • pp.1568-1575
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    • 1990
  • Fatigue crack growth behavior was investigated in the center cracked plate of KS SB41 steel and the relation between the crack growth rate and various mechanical parameters was studied at small scale yielding, large scale yielding and full scale yielding. The crack opening ratio U was about 0.6-0.8 and had the larger value in the case of load control than that of strain control. Effective stress intensity factor range, .DELTA.K$_{eff}$ and J integral range, .DELTA.J were obtained from the notion of crack opening, and the crack growth rate was expressed with these values. The value of J integral range increased rapidly at stress ratio, R=0 in full scale yielding of load control test. COD value also increased rapidly with the increase of ligament net stress at large scale yielding of load control test.t.

High Temperature and Fatigue Strength of crack-healed Mullite/Silicon Carbide Ceramics (균열 치유된 Mullite/SiC 세라믹스의 고온강도와 피로강도)

  • Ando, K.;Chu, M.C.;Tsuji, K.;Sato, S.
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.6 no.1
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    • pp.88-95
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    • 2002
  • 본 연구에서는 균열 치유 거동을 가지는 소결된 Mullite/SiC의 모재, 열처리재, 균열재, 치유 균열재의 기계적 특성이 논의되었다. 반타원형 균열의 치수는 $100{\mu}m$$200{\mu}m$이다. 얻어진 결과는 다음과 같다. (a) Mullite/SiC 복합 세라믹스는 균열 치유 능력이 있었다. (b) 최적의 균열 치유 열처리 조건은 $1300^{\circ}C$, 1시간이었다. (c) 치유 가능한 최대 균열 길이는 직경 $100{\mu}m$의 반타원 균열이다. (d) 균열 치유부는 $1200^{\circ}C$이상에서 충분한 강도를 가졌고, 대부분의 시험편은 균열 치유부 이외의 영역에서 파단 하였다. (e) 공기중에서 예열처리는 본 재료의 피로강도 향상에 유용하였다.

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Modal Property Estimation of Tapered Cantilever Pipe-type Cracked Beam (테이퍼 캔틸레버 원형강관 균열보의 모드특성 추정)

  • Lee, Jong Won;Kim, Sang Ryul;Kim, Bong Ki
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.27 no.5
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    • pp.361-368
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    • 2014
  • Modal properties for tapered cantilever pipe-type beam is identified by applying the boundary conditions to a general solution for tapered beam. A bending stiffness for cracked beam is constructed based on an energy method for tapered cantilever thin-walled pipe, which has a through-the-thickness crack, subjected to bending. Then the natural frequencies and mode shapes of a tapered cantilever thin-walled cracked pipe are identified. It can be found that the phenomenon of the bending stiffness distribution along the beam length of the cracked beam is quite reasonable, the natural frequencies are decreased as the crack sizes are increased, and the mode shapes are changed due to the crack. This results may be used to the vibration-based crack identification for the tapered cantilever pipe-type tower structures.

Evaluation on the Performance of Nano Mixed Inorganic Repair Material for Crack Repair of Concrete Structures (콘크리트 구조물의 균열 보수를 위한 나노 합성 무기계 보수 재료의 성능 평가)

  • Kim, Jong-Pil;Jeon, Chan-Ki;Chung, Hoon;Kim, Hong-Seug
    • Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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    • v.7 no.3
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    • pp.33-39
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    • 2007
  • This paper presents a detailed experimental study on the engineering and durability properties of nano mixed inorganic repair material with rehabilitation and enhancement of performance of concrete structure occur to crack. The performance of specimens was evaluated using bond strength, chloride ion ingress, carbonation and brine resistance. It was shown in the results of the experiments that it had a superior function in the bond strength under the standard and wet-dry condition of all the repair material. Moreover, it had a good function in the experiments for chloride ion ingress, carbonation and brine resistance. Judging from the above-mentioned results, it is expected to be used for the rehabilitation and enhancement of the performance of concrete structure.

Effects of Fillers on Fatigue Crack Growth Rate of Ethylene Propylene Diene Monomer (충전제가 EPDM의 피로균열 성장속도에 미치는 영향)

  • Hong, Chang-Kook;Jung, Jae-Yeon;Cho, Dong-Lyun;Kaang, Shin-Young
    • Polymer(Korea)
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    • v.32 no.3
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    • pp.270-275
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    • 2008
  • Crack growth characteristics of elastomeric materials are an important factor determining the strength and durability. In this study, the fatigue crack growth characteristic of filled EPDM compounds with different reinforcing fillers, such as silica and carbon black, was investigated using a newly designed tester. Frequency and test temperature had significant effects on the fatigue crack growth. The crack growth rate decreased with increasing frequency and the rate increased with increasing temperature. A power law relationship between the tearing energy and crack growth was observed for filled EPDM compounds. The crack growth rate reduced with increasing filler contents. Silica filled EPDM showed a better fatigue resistance than carbon black filled EPDM. The crack growth rate of silica filled EPDM decreased up to 30 phr and increased again at 50 phr. The formation of microductile type pits was observed on the fatigue-failure surface of unfilled EPDM, and relatively coarse surface with randomly distributed tear lines was observed on the failure surface of silica filled EPDM.

Effects of Crack Velocity on Fracture Properties of Modified S-FPZ Model (수정 특이-파괴진행대이론의 파괴특성에 대한 균열속도의 영향)

  • Yon Jung-Heum
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.16 no.4 s.82
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    • pp.511-520
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    • 2004
  • The fracture energy evaluated from the previous experimental results can be simulated by using the modified singular fracture process zone (S-FPZ) model. The fracture model has two fracture properties of strain energy release rate for crack extension and crack close stress versus crack width relationship $f_{ccs}$ ( w ) for fracture process zone (FPZ) development. The $f_{ccs}$( w ) relationship is not sensitive to specimen geometry and crack velocity. The fracture energy rate in the FPZ increases linearly with crack extension until the FPZ is fully developed. The fracture criterion of the strain energy release rate depends on specimen geometry and crack velocity as a function of crack extension. The variation of strain energy release rate with crack extension can explain theoretically the micro-cracking, micro-crack localization and full development of the FPZ in concrete.

A Study on Corrosion Fatigue Crack Growth Behavior in High Strength Aluminum Alloys( I ) (고강도 알루미늄 합금의 부식피로균열 성장거동에 관한 연구( I ))

  • 김봉철;강봉수;한지원;우흥식
    • Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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    • 1998.05a
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    • pp.57-62
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    • 1998
  • 구조물이나 기계요소내의 결함이 성장하여 파손(Failure)에 이르는 현상은 공학분야에서 중요하게 평가되어 오고 있다. 반복적으로 변하는 응력에 의하여 결함이 초기 성장을 거쳐 재료의 파손에 이르게 되는 과정인 피로파괴는 파괴역학의 한 중요한 분야이다. 이에, 본 연구에서는 열처리의 특성상 부식환경에 매우 민감한 Al-Zn-Mg-Cu Alloy 7075에 대하여 Peak Aged T65l Tempering을 실시한 Al-Alloy 7075-T65l에 대하여 각기 환경(대기, 물, 해수)의 변화가 부식피로균열성장에 미치는 영향과 부식환경에서의 긴 균열(Long Crack)과 짧은 균열(Short Clark)의 부식피로균열 성장특성을 비교, 고찰하여 초기균열의 잠재시간과 안정성장 시간을 예측하여 구조물의 수명예측 및 안전성 평가에 기여 할 수 있는데 목적이 있다. (중략)

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