• 제목/요약/키워드: 균열 전파

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원자로압력용기강에서 하중변수와 온도가 피로균열진전에 미치는 영향 (Effect of Loading Variables and Temperature on Fatigue Crack Propagation in SA508 Cl.3 Nuclear Pressure Vessel Steel)

  • Kim, B. S.;Lee, B. H.;Kim, I. S.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제27권6호
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    • pp.825-832
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    • 1995
  • SA508 Cl.3 원자로 압력용기강에서 하중변수와 온도가 공기 중에서 피로 균열성장률에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 피로 균열성장률 시험은 12.7mm 두께의 CT(compact tension) 시편을 이용하였으며, 균열길이 추정은 컴플라이언스 방법을 사용하였다. 시험은 0.1, 0.5 하중비와 1, 10Hz의 하중주파수로 상온에서 40$0^{\circ}C$ 까지 온도를 변화시키면서 수행하였다. 12$0^{\circ}C$ 이하의 비교적 낮은 온도에서는 피로균열전파속도는 하중주파수와 온도에 영향을 받지 않았지만, 12$0^{\circ}C$이상의 경우 피로 균열성장률은 온도가 높을수록, 하중주파수가 낮을수록 증가하였다. 이러한 피로균열진전속도의 빨라짐은 균열선단에서의 산화속도의 증가로 인한것으로 생각된다. 또한 하중비의 영향으로 균열닫힘과 산화의 상호작용으로 피로 균열성장률은 상온에서 두드러졌다.

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유한평판 및 T-joint 필렛 용접부에 있어서 3차원 표면균열의 피로 파괴거동에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Fatigue Fracture Behaviour of Surface Crack in Finite Plates and Fillet Welded T-joint)

  • 한문식;김재동;이호섭
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.275-284
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    • 1991
  • 최근 압력용기, 고압배관, LNG Tank 및 선체등의 구조물 파괴에 대한 안전성을 보증하기 위하여, 구조부재의 표면결함에 대한 균열성장 거동을 파악하는 것이 중요한 과제중에 하나라고 인식되어지고 있다. 본 연구에서는 단일 및 복수표면 결함의 피로균열 성장을 바탕으로 표면에서 관통되기까지의 균열성장 수명의 추정등 실질적이고 일반적인 문제들을 해석할려고 시도하였다. 또한, 복수균열 문제에 적용하기 위하여 복수 언더컷의 합체진전현상을 검토하였으며 단일 언더컷과 복수 언더컷의 전파특성이 유사함을 밝혔다.

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직접측정법을 이용한 혼합모드 하중 하에서 피로균열의 닫힘과 전파거동 (Fatigue Crack Closure and Propagation Behavior Under Mixed-Mode Loading Observed by the Direct Measuring Method)

  • 송삼홍;서기정;이정무
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.152-158
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    • 2005
  • The stress conditions acting on the practical structure are complex, and thus most cracks existing in the practical structures are under mixed-mode loading conditions. The effect of shear load component of mixed-mode loading acts more greatly in the stage of crack initiation and initial propagation than crack propagation stage. Hence, research on the behavior in the stage of crack initiation and initial propagation need to be examined in order to evaluate behavior of mixed-mode fatigue cracks. In this study, the crack tip displacement(CTD) was measured by using the direct measuring method(DMM). We examined the behavior at crack tip by determining crack opening load$(P_{op})$. From the test results, the propagation behavior of mixed-mode fatigue cracks was evaluated by considering mixed-mode crack closure. Also, we examined the characteristic of crack propagation under mixed-mode loading with crack propagation direction.

피로손상과 비파괴평가 (Nondestructive Evaluation of Fatigue Damage)

  • 권오양
    • 비파괴검사학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.54-61
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    • 2000
  • 피로손상이 발생하는 초기단계는 결정립계나 석출물, 그리고 잔류응력과 같은 전위(dislocation)의 이동성에 영향을 미치는 변수에 의해 지배되는 것으로 널리 알려져 있으나, 물리적으로 손상의 발생을 탐지할 수 있는 단계는 미소균열의 발생단계라 할 수 있다. 미소균열은 microcrack으로 부르는 것이 일반적이지만 피로손상의 문제에서만은 short(or small) fatigue crack으로 통용되고 있다. 따라서 미소균열 보다는 소균열 또는 피로 단균열이 더 알맞은 용어일지도 모르는데, 그 크기가 수 ${\mu}m$에서 수 mm의 범위에 걸친 균열의 총칭이다. 이러한 크기라면 대략 통상적인 비파괴시험 방법으로 탐지할 수 있는 범위의 한계 부근에 있으므로 피로손상의 탐지와 관련된 비파괴평가의 역할과 관련하여 새삼스럽게 한번 짚고 넘어가는 것도 의미 있는 일이라 생각된다. 피로와 관련하여 보고된 비파괴평가에 관한 연구는 감히 그 숫자를 헤아릴 수 없이 많으나 그 대부분은 피로균열의 성장 및 전파에 관한 것으로, 피로 단균열과 관련한 연구는 상대적으로 적으며 특히 국내에서는 거의 찾아볼 수 없다. 그러나 피로 단균열의 탐지와 관련하여 지금까지 전세계적으로 보고된 연구 결과는 다수 있으므로 여기서는 주로 비파괴평가로 볼 수 있는 연구에 대해서만 살펴보기로 한다.

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오차분석을 통한 개선된 EFG 균열해석기법의 해석계수 영향평가 (A Study on the Analysis Parameter Used in Improved EFG Crack Analysis Technique Based on Error Estimate)

  • 이상호;윤영철
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.703-713
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    • 2002
  • 최근에 불연속 근사변위함수와 보조받침을 이용한 특이기저함수를 도입하여 균열의 불연속성과 특이성을 구현한 개선된 EFG(Element-Free Galerkin) 균열해석기법이 제안되었다. 개선된 EFG 균열해석기법은 균열의 성장에 따른 해석모형의 수정 없이도 높은 정확도로 균열전파해석을 수행할 수 있지만, 다른 무요소법과 마찬가지로 해석결과가 사용되는 해석계수에 의존하게 된다. 본 연구에서는 개선된 EFG 균열해석기법에서 사용하는 해석계수 즉, compact 받침 크기, 팽창계수, 선단주변에서의 형상함수의 평활화, 보조받침을 사용하는 절점개수가 수치해석 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 균열문제에 대한 patch 시험을 통해 응력에 대한 L₂오차노름과 응력확대계수를 산정하여 해석계수의 영향을 분석하였으며, 그 결과는 해석계수의 선택에 대한 지침으로 제시된다.

파괴역학을 이용한 기계요소 및 구조물 설계방안 (2) (Application of Fracture Mechanics to Design of Machine and Structure Element)

  • 이억섭
    • 한국정밀공학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.27-32
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    • 1987
  • 제2장에서 선형타성체에 대한 파괴역학의 일반적인 개념을 약술하였다. 즉 응력확대계수(K) 와 응력집중계수($1_{4}$)의 차이, 에너지 해방율(1$\sub$y)및 $_{4}$와 K의 관계를 이론적으로 살펴보았다. 물론 식(2-35) 및 (2-36) 등은 균열전파 경로가 직선이 아닌 경우에 적용한다는 것은 무리가 있으나 전체적인 이해를 돕기위해서 앞에서와 같이 기술하였다. 세가지 경우의 응력확대 계수 $_{4}$, $_{4}$$_{4}$는 하중과 균열의 크기 및 시편의 크기 또는 균열이나 결함을 포함 하고 있는 기계요소 및 구조물의 기하학적인 형상에 관련이 되어져서 결정이 된다.

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과대하중변화가 축방향 원공결함의 피로균형거동에 미치는 영향 (The Effect of Overload Variation on the Fatigue Crack Behavior at the Axial Direction Hole Defects)

  • 송삼홍;김민철
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.829-832
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    • 1997
  • It is difficult to explain the effects of complex variable loading experienced by the machine and the structure only with the studies of the single-overload itself. Hence, it is thought that the variation of overload-holding time are required to explain the effects more clearly. The effects of the overload were analyzed by means of the crack retardation, and the fractography on retardation zone. A characteristic of the fractography on retardation zone was that striation distribution did not appear due to decreased crack driving force. Rotary bending fatigue tests were performed with the circular shaft which has two hole defects.

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불규칙하게 분포된 미소결함 사이의 응력간섭 및 피로균열 거동에 대한 실험적 연구 (1) (An Experimental Study on the Fatigue Behavior and Stress Interaction of Arbitrarily Located Defects (I))

  • 송삼홍;배준수;최병호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권5호
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    • pp.1288-1296
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    • 2000
  • In this study, fatigue crack behavior between arbitrarily located defects was investigated by experiment. Especially, stress interaction between micro hole defects and fatigue cracking, and fatigue crack initiation life following the variation of location of micro hole defects were considered. In addition, crack initiation position by micro hole stress interaction and the relationship between stress concentration factor and fatigue initiation life are studied in detail.

응력집중의 영향을 고려한 알루미늄합금 A5083-O의 피로균열전파 특성 예측모델 (A Model Estimating the Fatigue Crack Growth in Aluminum Alloy A5083-O Considering the Effect of Stress Concentration)

  • 조상명;김종호;김영식
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제12권3호
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    • pp.90-100
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    • 1994
  • In this study the fatigue crack growth behavior was investigated for the surface cracks in aluminum alloy A5083-O plate and its weldment. Several kinds of specimens were tested at room temperature. The Eccentric specimens(E1.0, E2.5) subjected to combined stresses(tension+bending) were tested and the welded specimens with weld toes(TOE1, TOE2) were tested in order to verify the method to consider the stress concentration such as weld toe. It was ascertained that the surface crack growth property in the weld toe could be predicted by the corrected Pang's equation proposed in this study.

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일정진폭 및 과대하중 하에서의 피로 균열 성장 수명 예측 (Prediction of Fatigue Crack Propagation Life under Constant Amplitude and Overloading Condition)

  • 이억섭;김승권
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권10호
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    • pp.113-119
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    • 1998
  • Ship structures and aircraft structures are consisted of thin sheet alloy, so it is very important to understand the characteristics of fatigue crack propagation of that material and to establish the data base. The data for fatigue crack propagation behavior scatter very much even under identical experimental conditions with constant loading. The behavior of fatigue crack propagation under regular and irregular cyclic loadings is known to be highly affected by complicated factors such as plastic zone developed at the vicinity of crack tip and reduction of cross sectional area. In this paper, the controlled stress amplitude and overload fatigue crack propagation tests have been conducted to investigate the effect of varying factors such as plastic zone size near the crack tip and area reduction factor (AF) on the fatigue crack propagation behavior A better simulation of fatigue crack propagation behavior is found to be obtainable by using Wheeler and Willenborg models with AF effect.

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