• 제목/요약/키워드: 변형률 에너지 밀도 범위

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저사이클 피로하중을 받는 316L 스테인리스강의 피로수명 분석 및 예측 (Fatigue Life Analysis and Prediction of 316L Stainless Steel Under Low Cycle Fatigue Loading)

  • 오혁;명노준;최낙삼
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권12호
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    • pp.1027-1035
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    • 2016
  • 내식성과 기계적 성능이 우수한 316L 스테인리스 강의 저주기 변형률제어 피로시험에서 3가지 변형률진폭과 3가지 변형률비의 조건이 피로수명에 미치는 효과를 분석하였다. 낮은 변형률범위에서 곡선이 거의 중첩되는 Masing 거동이 나타나고, 높은 변형률범위에서 비선형거동 응력범위가 서로 크게 벗어나는 non-Masing 거동과 함께 평균응력의 감소가 나타났다. 소성 변형률에너지를 이용하여 저주기 피로수명을 예측하고 non-Masing 거동을 고려한 수명예측 방법의 정확성 여부를 검토하였다. 각각의 변형률진폭과 변형률비의 조건에서 초기 수 사이클 동안 반복경화 현상 후 장시간동안 점진적으로 낮아져 연화하다가 파괴 되었다. 저사이클 피로수명을 정확히 예측하기 위해서는 변형률진폭에 따라 Masing 및 non-Masing 거동을 구분하고, 이를 반영한 수명예측식을 적용해야 함을 알았다.

로켓엔진용 구리크롬 합금의 저주기 피로수명 예측방법 비교 및 평가 (Comparison and Evaluation of Low-Cycle Fatigue Life Prediction Methods Using Cu-Cr Alloy Developed for Rocket Engines)

  • 박종찬;김재훈;이금오
    • 한국추진공학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.1-10
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    • 2022
  • 로켓엔진용으로 개발된 구리크롬 합금에 대해 저주기 피로시험을 수행하고 여러가지 피로수명 예측방법을 이용해 예측수명을 구하여 이를 시험수명과 비교하여 보았다. 피로수명 예측방법으로는 Coffin-Manson 관계식, 소성 및 전 변형률 에너지 밀도 관계식, Smith-Watson-Topper 관계식, Tomkins 관계식, Jahed-Varvani 관계식 등 총 6가지 방법을 이용하였다. 피로 예측수명을 계산한 결과 모든 방법에서 시험수명 대비 분산범위 2 이내를 만족하였다. 예측수명 편차의 정량적 확인을 통해 전 변형률 에너지 밀도 관계식이 가장 우수한 결과를 나타냈다.

변형률에너지밀도를 이용한 타이어용 고무의 피로 특성 평가 (Evaluation of Fatigue Characteristics of Rubber for Tire Using Strain Energy Density)

  • 안상수;김성래;박한석;강용구;구재민;석창성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권10호
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    • pp.1163-1169
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    • 2012
  • 초탄성 재료인 고무는 타이어의 주 원료인데, 주행 중 다양한 형태의 하중을 받는다. 그와 같은 하중에 의하여 타이어에 변형률에너지가 축적되어 파손에 이르게 된다. 일반적으로 초탄성재료인 고무는 금속과 다른 응력연화 특성을 갖고 있기 때문에 금속의 시험법을 적용할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 조성비가 다른 2 종의 타이어용 고무에 대한 피로특성을 평가하기 위하여, ASTM D4482 규격에서 요구하는 변형률 범위를 확장하여 인장 및 피로시험을 진행하였으며, 실험 결과를 이용하여 피로수명식을 제안하였다.

니켈기 초내열합금 IN738LC의 고온 저주기피로 거동 (Low-Cycle Fatigue in Ni-Base Superalloy IN738LC at Elevated Temperature)

  • 황권태;김재훈;유근봉;이한상;유영수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권10호
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    • pp.1403-1409
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    • 2010
  • 니켈기 초내열합금은 고온 강도를 지속적으로 증가시키며 현재 비행기 엔진, 선박 엔진 및 발전용 가스터빈 고온 부품 등을 만드는 가장 중요한 소재로 오래전부터 사용되어져 왔다. 이러한 부품의 수명을 연장하기 위해서는 사용 환경과 유사한 조건에서의 피로수명 예측이 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 가스터빈 블레이드 소재인 니켈기 초내열합금 IN738LC에 대하여 실제운전환경과 유사한 조건을 설정하여 다양한 변형률 범위와 온도에서 시험을 수행하였다. 저주기 피로수명을 예측하기 위하여 변형률 에너지 밀도와 파단 사이클과의 관계를 사용하였다. 수명의 예측은 시험결과를 토대로 변형률 에너지법과 Coffin-Manson법에 의하여 예측을 하였다.

초내열합금 GTD-111의 고온 저주기피로 수명예측 (Low-Cycle Fatigue Life Prediction in GTD-111 Superalloy at Elevated Temperatures)

  • 양호영;김재훈;유근봉;이한상;유영수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권7호
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    • pp.753-758
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    • 2011
  • 초내열합금인 GTD-111은 고온강도와 내산화성이 우수하여 가스터빈에서 사용되는 소재이다. 초내열합금의 피로 수명 예측은 가스터빈의 효율을 개선하기 위하여 매우 중요하다. 본 연구에서의 저주기 피로시험은 실제 운전 환경과 유사하게 변형률 범위, 온도를 다양하게 설정하여 시험을 수행하였다. GTD-111의 저주기 피로수명을 예측하기 위하여 변형률 에너지 밀도와 파단 사이클과의 관계를 이용하였다. 시험결과를 토대로 변형률 에너지법과 Coffin-Manson법에 의하여 피로수명을 예측하였다.

FEM을 이용한 Belt Width와 Separation에 관한 연구 (A Study on the Belt width and Separation of Tire using FEM)

  • 김성래;성기득;김선주;조춘택
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.2006-2010
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    • 2005
  • This study is concerned with the relation between steelbelt and belt edge separation. Belt edge separation causes tire burst and threatens passenger's safety. For that reason, it is important to predict durability caused by belt edge separation first in tire structure design step. In this study, to predict belt edge separation, we suggest the prediction method of belt edge separation and evaluate the effect of steelbelt width on the belt edge separation using FEM. We study on analysis parameter also to do exact estimation about the shear behaviour of belt edge area.

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타이어의 Belt Width 변화에 따른 Belt Edge Separation 예측 방법에 관한 연구 (A Study on the Prediction Method of Belt Edge Separation due to the Belt Width Variation of a Tire)

  • 김성래;성기득;김선주;조춘택
    • 한국정밀공학회지
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    • 제23권8호
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    • pp.137-144
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    • 2006
  • This study is concerned with the relation between steelbelt width and belt edge separation of a tire. Belt edge separation causes tire burst and threatens passenger's safety. For the reason, it is important to predict durability caused by belt edge separation in the early stage of the tire structure design. Usually, passenger car tires have two layers of steelbelts having opposite steel cord's angles, which makes a shear behaviour between each belt layer. Shear behaviour is one of reason to cause belt edge separation. In this study, to predict belt edge separation, we suggested the prediction method of belt edge separation and evaluated the effect of steelbelt width on the belt edge separation using FEM. We also studied on main parameters to affect shear behaviour at the belt edge area.