• 제목/요약/키워드: 유효응력확대계수

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피로균열 개폐구거동의 미시적 모델에 관한 연구 (A Study on the Microscopic Model for Fatigue Crack Closure Behavior)

  • 오세욱;강상훈
    • 한국해양공학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.87-87
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    • 1990
  • Fatigue crack closure levels based on the behavior of residual displacements on crack surfaces, are determined analytically according to the microscopic crack closure mechanisms, i.e., whether the first contact of crack surfaces takes place at the very crack tip or on the surfaces near the tip. The comparative analysis on the two models is carried out empirically by the constant amplitude fatigue tests on 2024-T3 aluminum alloy plate, and it shows that under negative stress ratio, the case of the first contact at crack tip gives better agreement with the experimental results than the other.

초기재령 콘크리트의 파괴 특성 (Fracture Characteristics of Concrete at Early Ages)

  • 이윤;김진근
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.58-66
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    • 2002
  • 본 연구의 목적은 유효탄성균열모델과 점성균열모델의 개념에 기초한 임계응력확대계수, 임계균열단개구변위와 파괴에너지, 이선형 연화 곡선같은 콘크리트의 파괴특성들을 초기재령 콘크리트에 관해 구명하는 것이다. 이를 위해 모드 I의 파괴를 일으킬 수 있는 쐐기쪼갬시험이 노치가 있는 육각형의 쐐기 시험체에 대하여 수행되었다. 강도와 재령의 변화에 따라 하중-균열입구변위 곡선이 얻어졌으며, 이것은 선형탄성 파괴역학과 유한요소법에 의해 분석되었다. 실험 결과를 분석한 결과, 재령 1일부터 재령 28일까지의 임계응력확대계수와 파괴에너지는 증가하였으며, 임계균열단개구변위는 감소하였다. 또한 수치해석을 통하여 재령 1일부터 재령 28일까지의 이선형 연화 곡선의 네 파라미터를 구할 수 있었다. 이렇게 얻어진 초개재령 콘크리트의 파괴특성치와 이선형 연화 곡선은 초기재령 콘크리트의 파괴 기준과 유한요소해석시의 입력 상수로서 사용될 수 있을 것이다.

피로균열성장의 유한요소 시뮬레이션: Paris 법칙의 지수 m의 결정 (Finite Element Simulation of Fatigue Crack Growth: Determination of Exponent m in Paris Law)

  • 주석재;유총호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권7호
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    • pp.713-721
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    • 2012
  • 피로균열성장을 유한요소 시뮬레이션하였다. 인장시험으로 얻는 기계적 성질만을 사용하여 피로균열성장거동을 예측하려고 하였다. 유한요소해석 결과 균열선단 부근 절점의 변위의 변화를 살펴 임계균열개구변위를 결정하였다. 균열선단 절점을 분리하여 균열성장을 시뮬레이션하였다. Paris 법칙의 지수를 결정하여 이미 발표된 값과 비교하였다. 균열닫힘을 고려한 유효 응력확대계수에 관하여 그렸을 때 더 일관성이 있는 결과를 얻었다.

피로크랙 진전과정에서의 크랙열림점 평가에 관한 연구(I) (A Study on Evaluation of Crack Opening Point in Fatigue Crack Propagation Course ( I );Measurement of Crack Opening Point by Experiment)

  • 최병기;윤한용;박창언;정태권
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.924-930
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    • 1991
  • 본 연구에서는 크립게이지와 스트레인게이지를 사용하여 정확한 크랙 열림점 의 값을 제시하고져 한다.

SS330 용접재에서 재분포 잔류응력 및 균열닫힘영향을 고려한 파로거동에 관한 연구 (A Study on Fatigue Behavior Considering Effects of Redistributing Tensile Residual Stress and Crack Closure in SS330 Weldment)

  • 이용복;정진성;조남익
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권7호
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    • pp.2234-2245
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    • 1996
  • In this study residual stress in weldment was considered about the effect on the fatigue propagation and about the effect of redistribution of residual stress. Then, fatigue tests were conducted by the center notched specimens machined with welded plate. The residual stress and its redistribution after the crack growth were measured by the magnetizing stress indicator and hole-drilling method. Fatigue crack propagation was estimated by the specimens having residual stress redistributed after the cracks growth and having the effects of crack closure. Crack growth rates were predicted and compared with experimental results. It had been found that the predicted crack propagation rates have a good agreement with experimental results when the redistribution of residual stress was considerd.

혼합모드(I+II)하에서 균열길이 변화에 따른 피로균열 전파 거동 (Behaviour of Fatigue Crack Propagation under Mixed Mode(I+II) with variation of Crack Length)

  • 정의효;허방수;권윤기;오택열
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.182-187
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    • 2000
  • The application of fracture mechanics have traditionally concentrated on cracks leaded by tensile stresses, and growing under an opening or mode I mechanism. However, many cases of failures occur from growth of cracks subjected to mixed mode loading. Several criteria have been proposed regarding the crack growth direction under mixed mode loadings. This paper is aimed at prediction of fatigue crack growth behaviour under mixed mode(I+II) in two dimensional branched type precrack. In this paper, the maximum tangential stress(MTS) criterion was used to predict crack growth direction. Not only experiment but also finite element analysis(FEA) was carried out. The theoretical predictions were compared with experimental results in this paper

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랜덤하중에서의 균열전파속도 추정법에 관한 연구 (A Prediction of Crack Propagation Rate under Random Loading)

  • 표동근;안태환
    • 한국해양공학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.115-123
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    • 1994
  • Under variable amplitude loading conditions, retardation or accelerated condition of fatigue crack growth occurs with every cycle, Because fatigue crack growth behavior varied depend on load time history. The modeling of stress amplitude with storm loading acted to ships and offshore structures applied this paper. The crack closure behavior examine by recording the variation in load-strain relationship. By taking process mentioned above, fatigue crack growth rate, crack length, stress intensity factor, and crack closure stress intensity factor were obtained from the stress cycles of each type of storm ; A(6m), B(7m), C(8m), D(9m), E(11m) and F(15m) which was wave height. It showed that the good agreement with between the experiment results and simulation of storm loads. So this estimated method of crack propagtion rate gives a good criterion for the safe design of vessels and marine structure.

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판재 Al 2024-T3 합금재료에서 나타나는 두께별 피로균열진전지연거동에 관한 ΔK환산법의 정량적분 (A Quantitative Analysis of ΔK Conversion Method for the Retardation Behavior of Fatigue Crack Growth in Varying Thickness of Al 2024-T3 Sheet Alloy)

  • 김승권;이억섭
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권11호
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    • pp.1415-1422
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    • 2011
  • 운송기계구조물의 제작에 사용되는 판재 알루미늄 합금재료는 일정한 피로응력조건하에서 두께에 따라 균열진전속도의 차이를 보인다. 이러한 두께효과는 판재 알루미늄합금의 주요한 피로파괴특성 중 하나이다. 본 연구에서는 일정한 피로응력조건하에서 실시한 후판 및 박판 Al 2024-T3 합금재료의 피로 시험을 통하여 두께효과를 파악하고, 이를 형상인자인 두께비, $R_t$ 및 하중인자인 두께별 등가유효응력확대비, $U_{i}^{equ}$에 의한 상호관계식, $U_{i}^{equ}=f(R_t)$로 나타내었다. 그리고 두께효과에 의한 후판 대비 박판시험편의 균열진전 지연거동을 ${\Delta}K$ 환산법을 사용하여 정량적으로 분석하였다. 두께효과의 경향을 정량으로 나타내기 위해 두께감소율(DoT)과 응력확대계수범위, ${\Delta}K$의 감소율(DoS) 등의 값을 구하여 이들 상호관계를 규명하였다.

수정 Forman 모델을 이용한 고성능 강재의 피로균열전파와 피로수명평가 (Fatigue Crack Propagation and Fatigue Life Evaluation of High-Performance Steel using Modified Forman Model)

  • 최성원;강동환;이종관;김태원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권11호
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    • pp.1361-1368
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    • 2011
  • 응력확대계수비와 하중 주파수가 각각 'R=0.1, f=0.1 Hz', 'R=0.3, f=0.3 Hz' 및 'R=0.5, f=0.5 Hz'인 세가지 하중 조건에서 피로균열전파 실험을 하였으며 이를 바탕으로 고성능 강재의 피로균열전파거동 분석과 피로수명평가를 수행하였다. 하중 조건에 따른 피로균열전파거동을 모사하기 위해 수정된 Forman 모델을 제안하였으며 제안된 모델은 하한 응력확대계수폭과 균열 닫힘 현상에 의한 유효 응력확대계수폭을 고려함으로써 거동의 전 영역을 모사할 수 있었다. 응력확대계수비와 하중 주파수가 0.1 인 경우, 균열이 약 5.0 mm 전파될 때 피로수명을 평가한 결과, Forman 모델은 8,814 cycles, 수정된 모델은 12,292 cycles 의 계산결과를 얻었으며, 이를 12,774 cycles 의 실제 실험결과와 비교할 때 수정된 Forman 모델이 실제 피로균열전파거동을 보다 효과적으로 모사하고 있음을 확인할 수 있었다.

보강판의 균열거동해석과 Crack Arrest 설계(III) - Crack Arrest Design 차트의 실험평가 (Crack Growth Analysis and Crack Arrest Design of Stiffened Panels(III) - Experimental Evaluation of Crack Arrest Design Chart)

  • 이의종;이환우
    • 한국기계가공학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.42-48
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    • 2006
  • In order to assess the validity of fatigue crack arrest design charts obtained from our previous numerical approach to fatigue crack arrest condition, an extensive fatigue crack growth/arrest test was performed using CT-type integrally stiffened panels. The results are presented as fatigue crack growth rate and non-dimensional crack length relationship, and these are compared with numerically simulated crack growth rates. The measured values of da/dN at the moment of fatigue crack arrest occurred in stiffened panels are good agreement with those numerically simulated crack growth rates.

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