• 제목/요약/키워드: 노치

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저압터빈 블레이드의 피로손상 해석 (Fatigue Damage Analysis of a Low-Pressure Turbine Blade)

  • 윤희철;우창기;황재곤
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권7호
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    • pp.713-720
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    • 2015
  • 저압터빈 최종단 블레이드는 발전설비의 대용량화에 따라 대형화 되고 있으며, 터빈을 구성하는 모든 블레이드 중 상대적으로 그 크기가 가장 크다. 그 결과 블레이드는 매우 높은 원심력과 낮은 고유 진동수 특성을 가지며 그에 따른 각종 손상이 발생하게 된다. 최근 국내에서 가동연수 증가와 잦은 기동정지에 따른 저압터빈 최종단 블레이드의 손상이 자주 보고되고 있어, 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 원심력에 의한 응력해석, 응력경화효과에 따른 고유진동수 해석 및 조화응답해석을 수행 하였다. 그 결과 예측된 블레이드의 에어포일 선단부 최대 피로응력의 위치와 실제 균열의 발생위치가 일치함으로써 피로손상에 의한 결과임을 확인하였고, 노치에 의한 등가피로한도가 노치피로한도에 접근하였다.

음향방출법을 이용한 Glass Fiber/PET 복합재료의 손상평가 (Damage Evaluation of Glass Fiber/PET Composite Using Acoustic Emission Method)

  • 김상태;김덕윤
    • Composites Research
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    • 제14권1호
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    • pp.1-7
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    • 2001
  • 본 연구에서는 유리 섬유 강화 열가소성 복합재료의 손상평가를 음향방출법을 이용하여 관찰하였다. 시편은 PET와 유리섬유를 7겹으로 적층시켜 만들었으며 두께는 1.7mm이다. 노치 시험편과 풍격 시험편을 제작하여 단순인장 시험과 부하-제하 시험을 수행하였다. AE 신호의 파라미터와 파괴모드간의 관계를 찾아내기 위해 충격 에너지와 노치비의 함수로 AE신호를 측정하였다. 실험견과 모재의 미소균열과 성장 때문에 저진폭 AE 신호가 나타났고, 중진폭 신호는 섬유와 모재간의 층간분리와 계면분리에 대응됐다. 또한 90dB의 고진폭 영역에서는 유리섬유의 파단과 대응되었다 층간분리와 모재의 균열과 음력집중의 영향 때문에 노치비와 충격 에너지가 증가할수록 인장강도는 감소했다. 손상영역의 비율에 따라 AE 신호는 넓은 영역의 주파수가 나타날 뿐만 아니라 신호도 증가하였다.

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회절초음파를 이용한 노치 피로균열의 균열깊이 평가 (Depth Sizing of Notch Fatigue Crack Using Diffracted Ultrasonic Wave)

  • 김미령;이태훈;박병준;장경영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.405-414
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    • 2009
  • 이 논문에서는 표면으로부터 내부로 진전된 CT피로시험편의 노치 피로균열을 대상으로 회절초음파를 이용하여 균열깊이를 평가하기 위한 방법을 제안하고 그 타당성을 실험에 의해 검증하였다. 특히 균열선단 이외에 노치와 같은 또 다른 회절파 발생요소가 존재하는 상황에서 회절파 성분들을 정확하게 규명하기 위해 탐촉자 스캔에 의한 영상화 및 전파경로 분석을 실시하였다. 실험은 균열이 없는 시험편과 균열이 있는 시험편에 적용하였다. 실험 및 분석의 결과 주파수가 클수록 그리고 탐촉자의 굴절각이 클수록 정확한 측정이 가능했고, 4MHz의 $60^{\circ}-60^{\circ}$ 탐촉자 조합의 경우 오차 0.38 mm 이내로 균열깊이가 측정되었다. 제안 기법은 균열 선단부가 미세하여 회절파 세기가 미약하더라도 적용이 가능하다는 특징을 가지므로 미세 균열의 검사 및 깊이 평가에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

자동응답시스템에서 DTMF신호음 검출 개선에 관한 연구 (Improvement of DTMF Tone Detection in ARS System)

  • 김희동;김제우;홍영진
    • 한국음향학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.110-116
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    • 1996
  • 본 논문에서는 자동음성응답장치(ARS)에서의 복합주파수(DTMF)톤 수신의 정확도를 높이기 위한 방법을 제안한다. ARS시스템의 음성안내를 송출하는 동안 이용자가 DTMF신호를 발생할 경우, ARS시스템의 망접속부에 위치한 하이브리드에 의해 수신측으로 궤환된 음성신호가 이용자가 송신한 DTMF신호와 중첩이 되어, ARS시스템에서 DTMF신호음을 제대로 검출하지 못하는 경우가 발생한다. 제안하는 방법은 ARS의 음성안내신호에서 DTMF 신호의 주파수 대역 부분을 노치필터(notch filter)로 제거함으로써 여파된 음성안내신호가 하이브리드를 통해 수신측으로 궤환되어도 DTMF신호에 해당하는 주파수 성분이 없게 된다. DTMF수신기의 전단에는 노치필터에서 사용된 필터의 역필터특성을 갖는 대역통과필터를 설치하면, 하이브리드를 통해 수신측으로 궤환되는 신호는 DTMF수신기에 입력되지 않게 되며, 이용자가 송신하는 DTMF신호를 효과적으로 검출할 수 있다. 또한, 노치필터링된 음성신호의 음질저하는 무시할만하여 음성 안내어를 사용하는데 문제가 없다.

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Cast Stainless Steel (CF8M) 재료의 시험결과 분산을 고려한 유한요소 손상해석 (Finite Element Damage Analysis for Cast Stainless Steel (CF8M) Material Considering Variance in Experimental Data)

  • 전준영;김낙현;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권7호
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    • pp.769-776
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    • 2012
  • 본 논문의 유한요소 손상해석기법은 재료 인장물성과 파괴기준을 필요로 한다. 기존에 연구된 재료들은 노치인장 시험결과로부터 하나의 인장물성과 파괴기준을 구할 수 있었다. 그러나 본 논문에서 사용된 cast stainless steel(CF8M)의 경우, 동일한 조건의 노치인장 시험결과들에 분산이 존재하여 해석자에 따라 다른 인장물성과 파괴기준이 구해질 수 있다. 따라서 해석자에 관계없이 일관된 인장물성 및 파괴기준을 구할 수 있는 적절한 절차가 필요하다. 본 논문에서는 노치반경 16mm 의 인장시편 시험결과로부터 평균 인장물성을 구하였고, 이를 유한요소 해석에 적용하여 3 개의 파괴기준을 구하였다. 구해진 인장물성과 파괴기준을 적용하여 J-R 파괴인성 시험에 대한 손상해석을 수행하였고, 시험결과와 비교함을 통해 제시된 절차의 타당성을 검증하였다.

가역식 냉간 압연기에서 전기강판의 에지 파단에 관한 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Edge Fracture of Electrical Steel Strip in Reversible Cold Rolling Mill)

  • 변상민
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권12호
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    • pp.1619-1625
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    • 2012
  • 전기강판은 모든 형태의 변압기나 모터의 코어 소재로 사용되고 냉간압연 공정에 의해 생산된다. 본 논문에서는 냉간압연 중에 발생하는 전기강판 에지에서의 파단을 예측할 수 있는 손상역학에 기초한 접근법을 제시할 것이다. 손상개시 판단조건으로 수직 인장응력 조건을 도입하였고 손상진전 기법으로 손상 에너지법을 채용하였다. 전기강판 에지의 초기 노치로부터 크랙 발생과 전파 모사를 위해 유한요소법을 이용하였다. 유한요소해석에서 요구되는 물성치는 일반적인 판형 시편과 노치가 있는 판형 시편을 이용하여 인장 테스트를 통해서 확보하였다. 에지 크랙은 롤 바이트의 입측에서 시작되고 롤 바이트 출측에서 급격하게 진전되는 것으로 나타났다. 초기 노치의 길이와 강판의 전방 텐션릴 하중이 커짐에 따라 에지 크랙의 성장길이는 커지는 것으로 나타났다.

인장 실험과 XFEM을 이용한 금속 균열 성장의 3 차원적 분석 (3D Analysis of Crack Growth in Metal Using Tension Tests and XFEM)

  • 이성현;전인수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권4호
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    • pp.409-417
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    • 2014
  • 구조물의 파괴는 주로 제조 과정에서 생긴 결함이나 사용 중 국부적인 손상의 원인으로 발생되는 균열에 의해 나타난다. 따라서 구조물이나 관련된 부품들의 균열 성장 과정을 분석하는 것은 구조물의 안정성 확보를 위하여 매우 중요하다. 본 논문에서는 균열의 성장을 분석하기 위해 노치가 있는 시편을 인장 실험하며, 마이크로 포커스 X-선 단층촬영을 이용하여 균열 성장을 관찰하였고, 노치가 있는 시편의 단층촬영의 영상으로부터 3 차원 재구축하여 만든 유한요소 모델과 이상적인 모양의 노치를 만든 유한요소 모델을 XFEM에 적용하여 3 차원 균열 성장의 시뮬레이션을 실시 하였다. 실제 시편의 인장 실험 결과와 시뮬레이션 실험들의 결과를 비교하였고, 보다 정밀한 3 차원적 균열 성장의 분석을 위해서는 실제적인 구조물 및 균열의 형태에 대한 3 차원 모델링이 반드시 실시되어야 함을 확인하였다.