• 제목/요약/키워드: 유한피로수명

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베이지안 접근법을 이용한 스프링 피로 수명 파라미터의 역 추정 (Inverse Estimation of Fatigue Life Parameters of Springs Based on the Bayesian Approach)

  • 허찬영;안다운;원준호;최주호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권4호
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    • pp.393-400
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    • 2011
  • 본 연구에서는 현장의 축적된 피로 수명 시험 데이터를 바탕으로 유한요소해석(Finite Element Analysis)을 이용하여 스프링의 피로 수명 파라미터를 역 추정(Inverse Estimation)하는 연구를 수행하였다. 베이지안 접근법(Bayesian Approach)을 이용하여 불확실성 피로 수명 파라미터의 사후분포(Posterior distribution)를 구하였고, 마코프체인몬테카를로(Markov Chain Monte Carlo) 기법을 이용하여 역 추정된 파라미터의 샘플 데이터를 생성하였다. 얻어진 샘플링 데이터를 기반으로 피로 수명을 예측한 결과 신뢰 수준 내에서 실제 수명 시험 결과가 예측한 범위 내에 잘 포함되고 있음을 알 수 있었다.

레일체결장치용 방진패드의 피로거동에 관한 해석적 연구 (Analytical Study on Fatigue Behavior of Resilient Pad for Rail Fastening System)

  • 최정열
    • 문화기술의 융합
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    • 제7권2호
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    • pp.405-410
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    • 2021
  • 본 연구에서는 레일체결장치용 방진패드의 사용수명 및 스프링강성을 평가하고자 비선형 재료모델 및 피로하중조건을 적용한 유한요소해석을 수행하였다. 피로해석 결과, 초기조건 대비 스프링강성의 변화율은 약 16%로 나타나 피로경화가 발생된 것으로 분석되었다. 방진패드의 길이방향으로 발생되는 응력은 중앙부와 외곽부(Edge)의 발생응력의 차이가 약 10배 이상 발생되었다. 또한 중앙부 보다 외곽 경계부의 등가응력이 2배 이상 크게 발생하는 것으로 분석되었다. 따라서 실제 사용조건에서 방진패드의 손상 및 변형 취약부는 방진패드의 모서리부분인 것으로 분석되었다. 피로해석을 통해 산출된 반복횟수에 따른 방진패드의 등가응력을 이용하여 방진패드의 피로수명선도를 도출하였다. 본 연구에서 도출한 방진패드의 피로수명선도를 이용하여 향후 다양한 하중조건에서 방진패드의 등가응력을 산출하여 해당조건에서의 피로수명을 예측하는 데에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

내부 결함을 고려한 주조 제품의 피로수명 예측을 위한 결함 형상단순화 해석모델 (Shape-Simplification Analysis Model for Fatigue Life Prediction of Casting Products Considering Internal Defects)

  • 곽시영;김학구
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권10호
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    • pp.1243-1248
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    • 2011
  • 내부결함은 주조제품의 강도 및 피로 수명에 있어 상당한 영향을 미치기 때문에 주조공정에서 주요 관심사 이다. 일반적으로 내부결함은 응력집중을 발생시키며 균열의 시작점이 되므로 피로 수명과 같은 기계적 거동에 있어 수축공과 같은 결함을 이해하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 내부결함을 고려한 인장시편에 대해 피로시험을 수행하고 주조결함을 고려할 때의 특정하중피로노치 계수를 산정하였다. 실제 내부결함은 산업용 CT 장비를 통해서 확인하였으며 확인된 결함은 형상단순화법에 의해 타원체로 단순화 하고 응력해석과 피로해석을 수행하였다. 그 결과 우리가 제안한 방법이 기계적 거동에 있어 내부결함의 영향을 조사하고 피로수명 등을 예측함에 있어 유용함을 확인할 수 있었다.

유한요소해석을 활용한 선박용 엔진 프레임 박스의 피로수명의 예측 (Fatigue Life Prediction of Vessel Engine Frame Box by Utilizing Finite Element Analysis)

  • 이재훈;조진래
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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    • pp.768-773
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    • 2007
  • This paper presents the numerical estimation of the fatigue life for the welded parts of the engine frame box of the S60MC-C vessel engine. The time-variations of the effective stresses at the critical points during a piston cycle are computed through the finite element analysis, by applying the dynamic loadings that were analytically derived by the kinematic analysis. The fatigue life of the welded parts is estimated by making use of the hot-spot stress extrapolation and the Palmgrem-Minor cumulative damage rule.

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가스발생기 산화제 개폐밸브용 벨로우즈 구조 평가 (Structural Evaluations of Bellows for a Gasgenerator Lox Shut-off Valve)

  • 유재한;이중엽;이수용
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.279-282
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    • 2011
  • 가스 발생기 산화제 개폐 밸브에 사용되는 벨로우즈의 구조 해석 및 시험이 수행되었다. 해석은 상온 및 극저온에서 EJMA (Expansion Joint Manufacturing Association) 표준 및 상용 유한 요소 해석프로그램인 Abaqus v6.9를 이용하여 수행되었다. 스프링 강성, 응력 및 피로 수명 해석 결과들이 비교되었고 유한 요소 해석 결과에서 접촉 및 재질의 소성에 의한 영향을 살펴보았다.

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제동 디스크용 주철의 물성 및 열피로 특성평가 (Evaluation of Thermal Fatigue Lifetimes of Cast Iron Brake Disc Materials)

  • 구병춘;임충환
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권8호
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    • pp.835-841
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    • 2012
  • 철도차량의 제동 디스크에 사용될 수 있는 주물재료 4 종에 대해 인장강도, 압축강도, 경도, 비열, 비중, 열전도도 등 여러 특성값을 측정하였다. Ni, Cr, Mo 의 조성비에 따라 인장강도, 압축강도, 경도 등을 조절할 수 있었다. 이들 재료에 대해 열피로 시험을 수행할 수 있는 장치를 사용하여 원통형 시편에 대해 열크랙의 발생과 길이를 측정하여 재료의 내열성을 평가하였다. 그리고 열피로 시험과정을 유한요소법으로 해석하고 Manson-Coffin 식과 주변형률을 이용하여 열피로수명을 평가하여 시험결과와 비교, 검토하였다. 해석에 의한 예측수명은 관찰영역의 균열의 총 길이가 $40{\mu}m{\sim}1mm$ 사이에 있을 때의 수명에 해당함을 알 수 있다.

곡률을 갖는 셀프-피어싱 리벳 접합시편의 피로수명 평가 (Assessment of Fatigue Life on Curved Self-Piercing Rivet Joint Specimen)

  • 김민건;조석수;김동열
    • 한국생산제조학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.71-79
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    • 2010
  • One of methods that accomplish fuel-efficient vehicle is to reduce the overall vehicle weight by using aluminum structure typically for cross members, rails and panels in body and chassis. For aluminum structures, the use of Self Piercing Rivet(SPR) is a relatively new joining technique in automotive manufacture. To predict SPR fatigue life, fatigue behavior of SPR connections needs to be investigated experimentally and numerically. Tests and simulations on lap-shear specimen with various material combinations are performed to obtain the joining strength and the fatigue life of SPR connections. A Finite element model of the SPR specimen is developed by using a FEMFAT SPR pre-processor. The fatigue lives of SPR specimens with the curvature are predicted using a FEMFAT 4.4e based on the liner finite element analysis.

등가 단위하중을 이용한 동체 구조물 피로수명 평가 (Fatigue life evaluation for fuselage structure using equivalent unit load)

  • 김성준;안석민;염찬홍
    • 항공우주기술
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    • 제8권2호
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    • pp.13-18
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    • 2009
  • 본 연구에서는 피로해석을 단순화하기위한 등가 단위하중 방법을 제시하였다. 그리고 등가 단위하중을 이용하여 동체구조물의 피로수명을 평가하였다. 균열진전해석에 필요한 응력확대 계수와 기하학적 형상계수를 계산하기 위하여 유한요소 해석을 수행하였다. 또한 균열진전 방향을 평가하기 위하여 변형률 에너지 밀도 계수를 사용하였다.

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가스발생기 산화제 개폐밸브 주름관 구조 평가 (Structural Evaluations of the Bellows for a Gas-generator Lox Shut-off Valve)

  • 유재한;이중엽;이수용;임형태
    • 항공우주기술
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    • 제11권1호
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    • pp.91-97
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    • 2012
  • 가스발생기 산화제 개폐 밸브에 사용되는 주름관의 구조 해석 및 시험이 수행되었다. 이 주름관은 극저온에서 압축 변위와 높은 외압 하중을 받는다. 구조 해석은 상온 및 극저온에서 EJMA (Expansion Joint Manufacturing Association) 표준 및 상용 유한 요소 해석프로그램인 Abaqus v6.9를 이용하여 수행되었다. 스프링 강성, 응력 및 피로 수명 해석 결과들이 비교되었고 유한 요소 해석 결과에서 접촉 및 재질의 소성에 의한 영향을 살펴보았다. 또한 파열 시험과 관련된 유한 요소 해석 결과도 제시되었다.