• 제목/요약/키워드: 노치피로강도

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용접구조용 고강도강재의 피로균열성장특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Fatigue Crack Growth Characteristics of Welded High-Strength Steels)

  • 홍성욱;경갑수;남왕현;정영화
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.773-782
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    • 2002
  • 본 연구에서는 향후 사용빈도가 증가할 것으로 예상되는 SM570, POSTEN60 및 POSTEN80 강재를 대상으로 용접선 방향이 피로균열성장속도에 미치는 영향, 용접방법 및 강도등급에 따른 피로균열성장특성, 그리고 각 재질별(모재부, 열영향부, 용접금속부) 피로균열 성장특성을 정량적으로 평가하기 위해서 CT시험편을 제작해서 일련의 피로시험을 실시하였다. 피로시험결과 노치가 용접선과 평행한 시험체의 경우 노치선단에 존재하는 압축잔류응력의 영향으로 노치가 용접선과 직각인 시험체의 경우보다 피로균열성장속도의 지연현상이 현저해지는 것을 알 수 있었다. 그리고 용접 방법에 따른 피로균열성장특성은 강재의 강도등급에 관계없이 FCAW가 SAW에 비해서 피로균열성장속도의 분산이 적게 나타나고 있으며, 또한 높은 응력확대계수범위 영역에서 피로균열성장속도의 수렴현상이 나타나는 것을 알 수 있었다. 한편 본 피로시험결과와 기존의 연구결과를 비교하면 피로균열성장영역에서의 피로균열성장속도는 유사한 경향을 나타내고 있으므로 본 연구에서 대상으로 한 강재는 피로안전성을 충분히 확보하고 있음을 알 수 있었다.

복합재료의 수리후 피로거동 고찰 (Study of Fatigue Behavior of Repaired Composites)

  • 최재원;황운봉;박현철;한경섭
    • Composites Research
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    • 제12권3호
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    • pp.26-35
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    • 1999
  • 복합재료내의 결함을 원공노치로 가정하고 노치의 크기에 따른 정하중 및 피로실험을 수행하였다. 원공이 존재하는 복합재료에 대하여 다양한 수리기법을 적용하여 정하중 실험을 수행하였다. 수리기법중에 precured double patched 방식과 cure-in-place 방식의 수리는 가장 우수한 결과를 보여 평활재의 약 60∼80%의 강도복구효과를 보였다. 우수한 결과기법을 나타낸 수리기법중에 보다 실제적인 방식이라고 사료되는 cure-in-place 방식으로 수리된 재료에 대하여 피로실험을 수행하였다. 수리된 재료는 정하중 및 피로의 경우에 있어서 향상된 결과를 보였으며 피로시 평활재의 거동을 나타낸다. 참고계수를 도입하여 회귀분석된 피로수명예측식(MFLPE's)은 수리된 시편에 비해 타 예측식에 비해 더 좋은 결과를 나타낸다.

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교량 신축이음창치 용접부의 피로강도 해석 (Analysis of Fatigue Strength in Expansion Joint Weldment of Bridge)

  • 이용복;정진성;박영근;김태윤;김호경;박상흡
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제16권4호
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    • pp.73-82
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    • 1998
  • This paper is especially concerned with the weldment between support beam and square bar that plays important roles in control box of Expansion Joint as a brdige structure. Fatigue strength ({TEX}$$\sigma$_{ult}${/TEX}) of the weldment is dependent on notch factor ({TEX}$K_{f}${/TEX}) become important factors to predict fatigue life. The fatigue notch sensitivity (η) for metals can be divided into two types ; high and low notch sensitivity. In this work, the Expansion Joint weldment was found to have low notch sensitivity. The maximum strain distribution during static loading is similar to the FEM analysis. Fatigue test of real structure was performed up to {TEX}$10^{6}${/TEX} cycles to be compared with predicted endurance limit.

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평직복합재의 노치강도 및 피로특성에 미치는 보조원공의 영향 (Effects of defence holes on notched strength and fatigue properties in plain woven composite)

  • 김정규;심동석;한민규
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제21권11호
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    • pp.1965-1971
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    • 1997
  • The relaxation of stress concentration in notched members can be very significant in the improvement of notched strength and fatigue life. This paper investigated the relationship of stress concentration factor, and notched strength and fatigue life. The stress concentration factors were analyzed by FEM. Uniaxial tensile and fatigue tests were carried on plain woven composite specimens which have a main hole and two defence holes. From experimental results, the notched strength and the fatigue limit increased up to about 50% and 30% respectively due to the reduction in stress concentration. The fatigue lives predicted by Juvinall's approach were underestimated than test results and this trends were remarkable as nothed strength increased. This is because of the underestimation of a coefficient. A in S-N curve (.sigma.$_{ar}$ =A $N_{f}$ $^{B}$). Therefore, considering notched strength the coefficient A was modified. The fatigue lives by this process were agreed well with the experimental results.sults.

보강재 본딩접합 복합재 적층판구조 피로손상 균열진전 수명예측에 대한 연구 (A Study on Prediction of Fatigue Damage Crack Growth for Stiffener Bonded Composite Laminate Panel)

  • 권정호;정성문
    • Composites Research
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    • 제26권2호
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    • pp.79-84
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    • 2013
  • 본 연구에서는 적층판 시편의 피로손상 균열진전 시험결과와 적층보강판 구조의 응력강도 해석결과를 기초로 충격손상을 모사한 원공과 노치손상을 내재한 보강재 본딩접합 적층보강판 구조의 피로손상 균열진전 수명예측에 대하여 고찰하였다. 그리고 적층보강판 구조시편에 대한 손상허용 시험결과와 손상진전 수명예측 해석결과를 비교분석한 결과 손상균열 길이 변화에 따라 최종파단에 대한 잔여강도를 예측하고 손상허용성 평가를 할 수 있었다.

용접 토우부의 국부적 변형률 측정을 통한 용접부의 정적 과하중에 따른 피로강도의 변화 평가 (The Static Overload Effect Estimations on Fatigue Strength by The Measurement of Local Strain Variation at The Weldment Toe)

  • 이현우;김주환;김현재
    • 한국정밀공학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.59-66
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    • 2001
  • Fatigue strength of the welding structure is governed by the residual stress at the weldment toe and static tensile overloads were known as relieving the residual stresses. In this study, static tensile overloads were applied to the welding structures which caused the relief of residual stresses. The amount of residual stress relief was found as proportional to the change of fatigue limit at the given conditions. Based on the fact of the proportionality between the change of fatigue limit and that of residual stress, simple measurement technique is proposed. Modified stress-life curves base on proposed technique gave good agreement with test results.

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금속기 복합재료의 피로강도 평가에 관한 연구 (A Study on the Fatigue Strength Evaluation of Metal Matrix Composite)

  • 김윤해
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제18권2호
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    • pp.41-53
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    • 1994
  • In this paper, rotating-bending fatigue tests of the SiC-whisker- reinforced 6061-T6 aluminum alloy and 6061-T6 alumiunm alloy made by power metallurgy were carried out to investigate the fatigue characteristics of plain and notched specimens at room temperature. The fatigue mechnisms in both materials were clarified through successive surface observations using the plastic replica method. In the case of the SiC-whisker-reinforced composites, there are whisker rich and poor zones and the fatigue crack is nucleated from the end of whiskers near the boundary. On the other hand, in the case of the 6061-T6 aluminum alloy, the fatigue crack is nucleated from defects and propagates by shear. Moreover, the results were discussed based on linear notch mechanics.

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Glass/Epoxy 복합재료의 피로강도평가 및 피로수명예측 (The Fatigue Strength and the Fatigue Life Prediction in Plain Woven Glass/Epoxy Composite Plates)

  • 김정규;김도식
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권10호
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    • pp.2475-2482
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    • 1993
  • The effects of the hole size(2R) and the specimen width(W) on the fatigue strength and the fatigue life in plain woven glass/epoxy composite plates are experimentally investigated under constant amplitude tensile fatigue loading. It is shown in this study that the notch sensitivity under fatigue loading is lower than that under static loading. It can be explained by the fact that the stress concentration is relaxed by the damage developed at the boundary of circular hole. To predict the fatigue strength at a specific cycle, the modified point stress criterion represented as a function of the geometry of the specimen(2R and W) is applied. It is found that the model used in the prediction of the notched tensile strength predicts the fatigue strength with reasonable accuracy. A model for predicting the fatigue life in the notched specimen, based on the S-$N_f$, curve in the smooth specimen, is suggested.

영역피해모델에 의한 균열 및 노치의 피로강도평가 (Inherent Damage Zone Model for fatigue Strength Evaluation of Cracks and Notches)

  • 김원범;백점기;승본유기부
    • 대한조선학회논문집
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    • 제43권4호
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    • pp.494-503
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    • 2006
  • Inherent damage zone model is presented to explain the fatigue properties near the fatigue limit and the crack growth threshold consistently Inherent damage zone model assumes that the stress at a point which is located at a small distance, $r_0$, an inherent length of the material that represents the size of effective damage zone, from the crack initiation position governs the fatigue characteristics regardless of the geometric configuration of the specimen; smooth specimen, notched specimen or cracked specimens with short and long crack length. A special feature of the paper is using the exact stress distributions of notched and cracked specimens at the strength evaluations. Analytical elastic solutions by Neuber and Westergaard are employed for this purpose Relationship between fatigue limit of smooth specimen and threshold stress of cracked specimen, occurrence condition of non-propagating crack at the root of elliptic notch and circular hole and relationship between stress concentration factor and fatigue notch factor are discussed quantitatively based on the proposed model.

용접 입열량에 따른 티타늄 합금의 기계적 성질 평가에 대한 연구 (The Effect of Weld heat input energy to mechanical properties of Titanium alloys)

  • 이희준;이정수;양해진;오명환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.476-479
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    • 2011
  • 티타늄 합금은 높은 내부식성, 우수한 피로 수명과 무게비에 비해 높은 강도를 가진다는 우수성으로 인해 항공기 부품과 화학 공업 분야등에 다양하게 사용되고 있다. 이번 연구에서는 Ti-3Al-2.5V 합금 TIG 용접부에 대하여 용접부 인성과 기계적 성질에 영향을 주는 가장 중요한 인자인 용접 입열에 대한 영향을 평가하고자 하였다. 이에 입열조건에 대한 용접부에 대한 강도, 충격 인성과 노치 인성을 평가하였으며 적정 입열 조건에서 강도와 인성이 우수한 용접부를 얻을 수 있다는 것을 확인하였다.

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