• 제목/요약/키워드: 열-기계 피로

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엔진 배기매니폴드의 열응력 발생에 관한 설계 인자들의 이론적 연구 (Theoretical Study of Design Parameters for the Thermal Stress in Engine Exhaust Manifold)

  • 최복록
    • 한국기계가공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.50-56
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    • 2007
  • Exhaust manifold is generally subjected to thermal cycle loadings ; at hot condition, large compressive plastic deformations are generated, and at cold condition, tensile stresses are remained in highly deformed critical zones. These phenomena originate from the fact that thermal expansions of the runners are restricted by inlet flange clamped to the cylinder head, because the former is less stiff than the latter and, the temperature of the inlet flange is lower than that of the runners. Since the failure of an exhaust manifold is mainly caused by geometric constraints between the cylinder head and the manifold, the thermal stress can be controlled by geometric factors. The generic geometric factors include the inter distance (2R), the distance from the head to the outlet (L), the tube diameter(d) and the tube thickness (t). This criteria based on elastic analysis up to onset of yield apparently indicate that the pre-stress also reduces the factor; however, high temperature relaxation may reduce this effect at later operation stage.

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자동차용 전구의 열피로수명의 확률론적 거동 (Statistical Analysis of Thermal Fatigue Life for Automobile bulb)

  • 박상필;오환섭;박종찬;박철희
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.160-165
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    • 2004
  • At this research, we examined probability of light bulb's life span value and prediction on purpose to inquire out the span of repeat velocity as fracture probability by executing the fatigue test, which is considered property of Tungsten filament's thermal fatigue used as an automobile bulb. As a result we can confirm what the most suitable solution is weibull distribution and log normal distribution. Tungsten filament's span gets longer as the fatigue repeat velocity gets shorter And, repeat span is about 15%~40% shorter than sequence life span.

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특집: 미래주도형 성형공정과 수치 해석기술 - 비정질 합금 온간 성형 공정에서의 미세 조직 연계 해석 기술

  • 이광석;전현준
    • 기계와재료
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    • 제23권3호
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    • pp.16-29
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    • 2011
  • 결정 합금 대비 비정질 합금은 높은 경도를 갖기 때문에 마모 저항성도 좋고 내부 식성 등 환경에 대한 저항성도 월등하며, 또한 과냉된 액상 상태까지 재가열하게 되면 낮은 점성도를 갖게 되므로 복잡한 3차원적인 형상을 가지는 부품을 환경에 대한 저항성, 피로 저항성, 강도 및 경도 등을 모두 고려하여 높은 정밀도를 가지고 제조하는 것이 가능하므로 우수한 물성을 갖는 구조 및 기능성 재료로의 다양한 응용이 타진되고 있다. 이러한 비정질 합금의 변형 거동에 대한 연구는 대부분 유리 천이 온도 이하에서의 전단 및 파단에 이르는 이른바 불균일 변형(Inhomogeneous Deformation) 거동에 대한 이해를 위한 실험 및 해석적 연구에 집중되어 왔다. 반면 상업화의 기반이 되는 고상 기반 2차 정형 성형은 과냉 액상 영역에서의 구조 완화 및 결정화롤 대표되는 미세 구조 제어 균일 변형(Homogeneous Deformation)에 대한 이해 없이는 불가능하므로, 이러한 관점에서 비정질 합금 특유의 점성 유동 특성을 이용한 균일 변형 응용 예시 및 미세구조 변화 연계 해석 기술의 현황을 소개하고자 한다.

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특집: 미래주도형 성형공정과 수치 해석기술 - 응력 해석 기법을 이용한 주조 공정에서 발생하는 변형 및 균열 예측

  • 추인호
    • 기계와재료
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    • 제23권3호
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    • pp.114-123
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    • 2011
  • 주조품 설계 및 제조에 있어서 기존의 유동 및 응고 해석뿐 아니라 최근에는 응력 해석 기법의 적용이 대두 되고 있다. 특히 자동차 산업에 있어서 부품의 경량화는 필수 불가결한 선택이며, 이는 설계자 및 제조업체에 복잡하고 얇은 알루미늄, 마그네슘 주물품에 대하여, 치수적인 문제와 강성의 문제를 동시에 해결하도록 요구하고 있다. 또한 경제적인 관점에서 긴 금형 수명이 요구되나 열 및 기계적인 피로 균열인 'heat checking'은 이러한 금형 수명을 저하시키는 가장 흔한 요소이다. 이런 무제를 해결하기 위해 해석 기법을 이용하여 주조 설계 및 공정을 최적화 함으로써 변형의 최소화 및 금형 수명의 최대화를 달성할 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 기법을 성공적으로 적용하기 위해서는 주조 공정 해석, 재료 시험, 제품 설계 및 공정 최적화 설계가 통합적으로 이루어져야 한다. 본 고에서는 현재 최신 주조 해석 기법을 이용하여, 주조품 제조 공정에서 발생하는 응력과 관련된 문제들에 대한 수치해석 기법을 살펴보고, 이에 대한 리뷰를 제공하고자 한다.

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SiC 세라믹 담체에 대한 피로강도저하계수의 평가 (Evaluation of Fatigue-Strength-Reduction Factor for SiC Ceramic Substrate)

  • 백석흠;조석수
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 2부
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    • pp.989-992
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    • 2011
  • 삼원 촉매는 주로 코제라이트 세라믹으로 제작되는 다공성 부품이다. 그러나 코제라이트 세라믹은 열적충격온도가 낮아 엔진의 혼합기가 농후한 경우 삼원촉매의 열적 내구성이 급격히 떨어져 내구 수명을 제대로 만족시키지 못하는 차량이 급격히 증가하고 있다. 따라서 본 논문은 유한요소법으로 구한 SiC 세라믹 재료의 등가 물성치를 기초로 SiC 세라믹 촉매 담체의 기계적 물성치를 유한요소해석용시험편으로 구한 뒤 SiC 세라믹 촉매담체가 실차에 설치될 경우의 열피로 성능에 대하여 평가하였다.

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이종마찰압접재의 접합계면 및 계면근방에서의 피로균열거동 (Behavior of Fatigue Crack at Interface and Around Interface for friction Welded Dissimilar Materials)

  • 오환섭
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 1998년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.287-292
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    • 1998
  • In this study behavior of fatigue crack and fatigue fracture is observed under rotary bending fatigue testing in friction welded dissimilar materials. Fatigue fracture most occurred in SM15C heat affected zone around Interface. In case of fatigue test, stress is reduced the position of fracture gradually moves to the welded Interface. Micro crack of heat affected zone surface on SM15C is observed at any different stress.

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SNC 815 침탄치차의 굽힘피로강돈에 미치는 열처리법의 영향 (Effects of Heat-treatment on the Bending Fatigue Strength of SNC 815 Carburized Spur Gear)

  • 류성기
    • 한국정밀공학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.12-19
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    • 1994
  • This paper deals with the bending fatigue strength of SNC815 carburized spur gears. The test gears are heat-treated by two different treatments. One is the direct quenching after car-burization. The other is treated by reheating and quenching. The fatigue test at a constant stress amplitude is performed by using an electrohydraulic servo-controlled pulsating tester. The S-N curves are obtained and illustrated. The fatigue strength of direct quenched gears is higher than that of reheated quenched gears. The fatigue strength is estimated from the hardness and the residual stress by using the experimental formula proposed by Tobe and Inoue. The estimated strength is close to the test results, and the validty of the formular is confirmed.

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HSS-Co와 SM55C 이종 마찰용접재의 피로강도에 관한 연구(1) (A Study on fatigue Strength in the Friction Welded Joints of HSS-Co to SM55C Carbon Steel(I))

  • 서창민;서덕영;이동재
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.918-928
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    • 1995
  • This paper deals with the various mechanical properties and fatigue strength in the FRW1 (friction welded interface) of high speed steel (HSS-Co) to SM55C through the tensile test, hardness test and fatigue test. The data of FRW specimens are also compared with those of the base materials (HSS-Co and SM55C steel). Three kinds of specimens used in this study are the friction welded joints, HSS-Co and SM55C carbon steel with circumferential notch, saw notch and smooth, respectively. It is confirmed that the applied welding conditions are optimum methods in order to minimize the heat affected zone (HAZ) and hardness distribution at the HAZ. The fatigue strengths at N = 10$^{6}$ cycles of smooth, circumferential notch and saw notch specimens in the FRW joints are about 299.2 MPa, 123.8 MPa and 247.5 MPA, respectively. The fatigue strength of the friction welded joints is almost equal to that of the SM55C carbon steel in the optimum welding conditions. The fatigue cracks initiated at the welded zone are propagated along the side of SM55C steel.

주조 스테인리스강 CF8M의 43$0^{\circ}C$ 열화거동에 관한 연구(I);열화기구.정적 및 피로강도평가 (A Study on the 43$0^{\circ}C$ Degradation Behavior of Cast Stainless Steel(CF8M)(I);Evaluation of Degradation mechanism, Static and Fatigue Strength)

  • 권재도;박중철;이용선;이우호;박윤원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권8호
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    • pp.1910-1916
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    • 2000
  • The five classes of the thermally aged CF8M specimen are prepared using an artificially accelerated aging method. Namely, after the specimens are held for 100, 300, 900, 1800, and 3600hrs at 430$^{\circ}C$ respectively, the specimens are water-cooled to room temperature. The impact energy variations are measures for both the aged and virgin specimens through the Charpy impact tests in addition to the microstructure observation, tensile, hardness and fatigue crack growth tests. From the present investigation the following results are obtained : 1) The difference among the thermally degraded specimens can be distinguished through their microstructures, 2) Hardness and tensile strength are increased to 300hrs, degradation specimen, while elongation and reduction area are decreased to 3600hrs degradation specimen, and impact energy is decreased to 1800hrs degradation specimen, 3) The FCG rates for thermally degraded specimens are larger than that of the virgin specimen.