• 제목/요약/키워드: 균열 진전 속도

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평직 CFRP 복합재료의 섬유 배열각도별 피로 균열 성장 평가 (Evaluation of Fatigue Crack Propagation Depending on Fiber Array Direction in Woven CFRP Composites)

  • 금진화;최정훈;박홍선;구재민;석창성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권6호
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    • pp.717-723
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    • 2010
  • 많은 연구자들이 평직 탄소섬유강화플라스틱에 대해서 연구해왔지만 피로 균열 진전에 관한 연구는 아직도 미지한 상태이다. 그리고 하중과 섬유 배열 각도에 따라 균열 진전 양상이 다름을 알 수 있다. 본 연구에서는 서로 다른 두 개의 섬유 배열각도($0^{\circ}$, $45^{\circ}$)에서 평직 탄소섬유강화플라스틱의 피로 균열 진전에 대해 연구하였다. 평직 탄소섬유강화플라스틱의 피로 균열 진전 테스를 하중비 0.1에 10Hz로 수행하였다. 그 시험 결과로써, 피로 균열 진전 속도(da/dN)와 에너지해방률(${\Delta}G$)과의 그래프를 도출하였고, 섬유 배열 각도에 따른 균열 진전 양상을 $0^{\circ}$의 경우에는 Mode I를 적용하였고, $45^{\circ}$의 경우에는 Mixed Mode를 적용하였다.

DCPD법에의한 316LN 스테인레스강의 고온 피로균열진전특성

  • 맹완영;남호윤;강영환;조만;김문환;권혁무;남태운
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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    • pp.36-41
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    • 1997
  • 액체금속로는 고온 하중 효과(피로, 크립, 크립-피로)를 고려한 내열응력설계가 중요하다. 최근에는 액금로 후보재료로서 종래의 스테인레스강에 질소를 첨가하여 고온강도를 계량한 316LN 스테인레스강이 개발되었다. 본 연구에서는 액체금속로 재료의 가장 지배적인 손상 기구로 인식되고 있는 피로-크립 파손에 대한 설계자료를 확보하기 위해 DCPD(Direct Current Potential Drop)법에 의한 고온피로균열 측정 시스템을 개발하고 316L 및 스테인레스강인 316LN 스테인레스강에 대한 고온 피로균열진전시험을 수행하였다. 본 연구에 의해 개발된 피로균열진전속도 측정 시스템에 의하면 25$\mu\textrm{m}$ 이하의 분해능으로 균열길이를 측정할 수 있다. 한편 316L 스테인레스강에 질소를 적당량 첨가하면 상온에서 $600^{\circ}C$사이의 온도에서 피로균열진전에 대한저항성이 증가하는 것을 확인하였다.

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SB41 강의 표면 피로균열 진전 특성에 관한 연구 (A Study on the Fatigue Crack Growth Behavior of Surface Cracks)

  • 배원호;김상태;이택순
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.916-923
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    • 1991
  • 본 연구에서는 표면 균열이 있는 평판의 탄소성 피로하중 상태에서 성장하는 균열 형태의 변화와, 작용하는 응력의 크기에 따른 균열 개페구 특성의 변화를 연구하 였다.또, 유효 응력 확대계수 범위, .DELTA.K$_{eff}$와 J적분범위, .DELTA.J가 탄소성 응력 상태에서의 표면 피로균열 진전속도를 나타내는 역학양으로 사용되는데 따른 적합성등 을 검토하였다.

탄소강의 피로균열 진전거동 평가에 관한 실험적 연구 (An Experimental on the Evalution of Fatigue Crack Propagation of Carbon Steel)

  • 김희송;안병욱
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.938-946
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    • 1989
  • 본 연구에서는 CT시험편을 이용하여 소규모 항복조건하에서 하한계(near threshold)영역과 안전균열성장(제II)영역의 균열진전거동을 파악하고 피로균열 진전속도와 음향방출거동, 파단면 특성을 각각 비교, 고찰하여 각 파라미터간의 상관 관계 및 유용성을 검토하고자 한다.

SiC 입자 강화 알루미늄기 복합재료의 표면미소 피로균열 발생 및 초기진전거동 (Initiation and Growth Behavior of Small Surface Fatigue Crack on SiC Particle Reinforced Aluminum Composite)

  • 이상협;최영근;김상태;이문환
    • Composites Research
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    • 제21권6호
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    • pp.15-22
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    • 2008
  • 본 연구는 SiC입자를 20% 강화된 알루미늄기 복합재료를 이용해서 평면굽힘피로시험을 향했다. 표면미소피로균열의 발생 및 진전거동은 레프리카법으로 연속관찰을 했고 파괴원인과 파괴기구를 규명하기 위해서 주사전자현미경을 이용했다. da/dn-$K_{max}$ 관계에서 저응력 레벨에서는 여러 개의 균열이 진전하고, 합체 등이 일어나는 것으로부터 진전속도는 꽤 분산(흐트러짐)이 심하고, 고응력 레벨에서는 비교적 흐트러짐은 적게 나타나는 것을 알 수 있었다.

레일강의 균열발생·천이 및 피로균열진전거동 (Behavior of the Crack Initiation, Transition and Fatigue Crack Growth of Rail Steel)

  • 이종선;강기원;최린;김정규
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제11권1호통권38호
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    • pp.33-42
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    • 1999
  • 궤도용 차량의 안전성 확보를 위한 연구의 일환으로서 레일강의 균열 발생 조건과 모재와 용접부에 대한 정적파괴거동 및 단일모드 하중하의 피로균열진전거동을 검토하였다. 레일에서 횡방향 균열의 원점은 표면하층균열이며 이는 최대전단응력에 의해 발생하였다. 또한 표면하층균열의 크기가 증가함에 따라 균열의 진전은 전단모드에서 혼합모드로 천이될 가능성이 증가하였다. 용접부의 평면변형률 파괴인성은 조직의 조대화와 경도의 상승으로 인하여 모재에 비하여 약 10% 저하하였다. 용접부의 제 2단계 영역의 피로 균열진전속도는 낮은 ${\Delta}K$ 영역에서 모재에 비하여 저하하였으나 높은 ${\Delta}K$영역에서는 이의 차이가 소멸되었으며 이러한 경향은 R=0.1의 낮은 응력비에서 현저하였다. 이는 용접부의 미시조직이 모재에 비하여 성장하였기 때문이라고 판단된다.

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저온 압력용기용 SA516/60강의 피로균열 진전 속도에 미치는 응력비의 영향 (The Effect of Stress Ratio on Fatigue Crack Propagation Rate in SA516/60 Pressure Vessel Steel at Low Temperature)

  • 박경동;하경준;박상오
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2001년도 추계학술대회 논문집(Proceeding of the KOSME 2001 Autumn Annual Meeting)
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    • pp.80-87
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    • 2001
  • The fatigue crack growth behavior of the SA516/60 steel which is used for pressure vessels was examined experimentally at room temperature $25^{\circ}C, -30^{\circ}C, -60^{\circ}C, -80^{\circ}C, -100^{\circ}C$ and -l2$0^{\circ}C$ with stress ratio of R=0.05, 0.1 and 0.3. Fatigue crack propagation rate da/dN related with stress intensity factor range ΔK was influenced by stress ratio in stable of fatigue crack growth (Region II) with an increase in ΔK. The resistance of fatigue crack growth at low temperature is higher compared with that at room temperature, which is attributed to the extent of plasticity-induced by compressive residual stress according to the cyclic loads. Fractographic examinations reveal that the differences of the fatigue crack growth characteristics between room and low temperatures are mainly explained by the crack closure and the strengthening due to the plasticity induced and roughness induced.

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주기적 마모를 고려한 레일표면 경사균열 진전해석 (Rail surface inclined crack growth analysis considering periodic grinding)

  • 전현규;유원희;함영삼
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.493-498
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    • 2011
  • 구름접촉피로는 차륜과 레일의 반복적인 접촉으로 인하여 발생하는 표면손상현상으로 점차 증가하는 레일손상 중 하나이다. 접촉마모 및 주기적 그라인딩보다 균열의 성장속도가 더 빨라 균열진전이 시작되는 최소균열크기(minimum crack size for growth)는 레일의 파괴방지 및 유효한 유지보수전략을 수립하는데 기초자료로 활용된다. 본 연구에서는 최소균열크기를 예측하기 위하여 차륜레일의 접촉에 영향을 미치는 주요 파라미터를 변화시키면서 최소균열크기의 변화를 살펴보았다. 이를 위하여 Fletcher와 Kapoor의 "2.5D"모델을 적용한 시뮬레이션 소프트웨어를 개발하였으며, 최대접촉하중(1174MPa), 표면마찰계수(0.1, 0.2, 0.3 and 0.4), 잔류응력, 접촉에 의한 표면마모(1.0nm/cycle), 그라인딩량(0.3mm/10MGT)을 파라미터로 하여 해석을 수행하였다. 해석결과 최소균열크기는 해석조건에 따라 1.41-1.95mm로 계산되었다.

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압력용기용 SA516/70 강의 고온피로균열 진전거동에 대한 연구 (A Study on Fatigue Crack Propagation Behavior of Pressure Vessel Steel SA516/70 at High Temperature.)

  • 박경동;김정호;윤한기;박원조
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.147-153
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    • 2000
  • The fatigue crack propagation behavior of the SA516/70 steel which is used for pressure vessels was examined experimentally at room temperature, $150^{\circ}C$, $250^{\circ}C$ and $370^{\circ}C$ with stress ratio of R=0.1 and 0.3. The fatigue crack propagation rate da/dN related with the stress intensity factor range $\Omega\textrm{K}$ was influenced by the stress ratio within the stable growth of fatigue crack(Region II) with an increase in $\Omega\textrm{K}$. The resistance to the fatigue crack growth at high temperature is higher in comparison with that at room temperature, and the resistance attributed to the extent of plasticity-induced by compressive residual stress according to the cyclic loads. Fractographic examinations reveal that the differences of the fatigue crack growth characteristics between room and high temperatures are mainly explained by the crack closure and oxide-induced by high temperature.

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압력용기용 SA516/70 강의 고온피로균열 진전거동에 대한 연구 (A Study on Fatigue Crack propagation Behavior of Pressure Vessel Steel SA516/70 at High Temperature)

  • 박경동;김정호;윤한기;박원조
    • 한국해양공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.105-110
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    • 2001
  • The fatigue crack propagation behavior of the SA516/70 steel which is used for pressure vessels was examined experimentally at room temperature, 150$^{\circ}C $, 250$^{\circ}C $ and 370$^{\circ}C $ with stress ratio of R=0.1 and 0.3. The fatigue crack propagation rate da/dN related with the stress intensity factor range $\Delta K$ was influenced by the stress ratio within the stable growth of fatigue crack(Region II) with an increase in $\Delta K$. The resistance to the fatigue crack growth at high temperature is higher in comparison with that at room temperature, and the resistance attributed to the extent of plasticity-induced by compressive residual stress according to the cyclic loads. Fractographic examinations reveal that the differences of the fatigue crack growth characteristics between room and high temperature are mainly explained by the crack closure and oxide-induced by high temperature.

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