• Title/Summary/Keyword: 응력의 중첩

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Fracture Mechanics Approach to X-Ray Diffraction Method for Spot Welded Lap Joint Structure of Rolled Steel Considered Residual Stress (잔류응력을 고려한 압연강 용접구조물의 X-ray 회절법에 의한 파괴 역학적 고찰)

  • Baek, Seung-Yeb;Bae, Dong-Ho
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.35 no.10
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    • pp.1179-1185
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    • 2011
  • Cold and hot-rolled carbon steel sheets are commonly used in railroad cars or commercial vehicles such as the automobile. The sheets used in these applications are mainly fabricated by spot welding, which is a type of electric resistance welding. However, the fatigue strength of a spot-welded joint is lower than that of the base metal because of high stress concentration at the nugget edge of the spot-welded part. In particular, the fatigue strength of the joint is influenced by not only geometrical and mechanical factors but also the welding conditions for the spot-welded joint. Therefore, there is a need for establishing a reasonable criterion for a long-life design for spot-welded structures. In this thesis, ${\Delta}P-N_f$ relation curves have been used to determine a long-life fatigue-design criterion for thin-sheet structures. However, as these curves vary under the influence of welding conditions, mechanical conditions, geometrical factors, etc. It is very difficult to systematically determine a fatigue-design criterion on the basis of these curves. Therefore, in order to eliminate such problems, the welding residual stresses generated during welding and the stress distributions around the weld generated by external forces were numerically and experimentally analyzed on the basis of the results, reassessed fatigue strength of gas welded joints.

The Method of J Integral Analysis and Estimate (J적분 해석과 산정방법)

  • 이강용;김옥환
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.10 no.3
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    • pp.427-431
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    • 1986
  • 3점 굽힘 시험편, 중앙균열 인장 시험편, 콤팩트 인장 시험편에 대한 J적분식을 하나의 일반화된 형태로 유도한다. 이 일반식은 Eftis와 Liebowitz에 의해 제안된 하중과 하중점 변위 사이의 관계와 Sumpter에 의한 탄성과 소성성분 J적분의 중첩개념을 이용함으로써 유도된다. 일반식에 포함된 .eta.계수를 위 3가지 시험편에 대해서 결정한다. 위 3가지 시험편에 대한 J적분의 최종식은 하중과 하중점 변위곡선 아래의 면적을 측정하지 않아도 되는 형태로 나타난다. 본 연구의 결과식은 Landes등에 의한 실험치와 비교하여 매우 잘 일치함을 보인다.

기계부품의 피로파괴사례 및 방지대책

  • 김재곤
    • Journal of the KSME
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    • v.29 no.2
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    • pp.118-124
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    • 1989
  • 피로파괴의 발생원인을 살펴보면 다음과 같이 4가지로 구별된다. (1) 설계불량 (2) 가공불량 (3) 소재불량 (4) 부적절한 사용 그러나 현재 기계설계시 일반적으로 형상계수 및 충격계수를 포함한 안전율을 여유있게 고려하기 때문에 피로강도가 간접적으로 설계시 반영되어 피로파괴는 주로 가공이나 원소재 불량 및 사용상의 부주의에 의한 경우가 대부분이다. 즉 기계가공 도중에 노치가 유입되어 응력집중을 발생시키거나, 규정된 표면처리 혹은 열처리가 이루어지지 못해서 재료의 피로강도가 저하한 경우가 많으며, 소재 역시 비금속 개재물이 다량 함유되어 있거나 열처리 특성이 조악한 소재가 사용되어 요구되는 강도를 확보하지 못한 경우도 많다. 그 반면 사용자 측에서도 설계강도를 무시한 과부하를 인가하거나, 부식환경 혹은 고온에서 사용하여 피로파괴를 촉진시키는 경우도 있으므로 사용자도 설계조건을 인식하여 그 한계를 넘지 않도록 해야 한다. 피로파괴는 단순한 원인에 의한 경우가 적고 복잡한 여러 형상이 중첩되는 경우가 많기 때문에 해석하기 어려운 경우가 많다. 결국 피로 파괴의 방지는 피로강도를 저하시킬 수 있는 요인들을 종합하여 설계단계에서부터 최종 사용단계까지 지속적인 관리에 의해서만 달성 될 수 있다.

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A Study on the Stiffness of Frustum-shaped Coil Spring (원추형 코일스프링의 강성에 대한 연구)

  • Lee, S.J.;Kim, J.H.
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.7 no.4
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    • pp.49-54
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    • 2003
  • 스프링은 가장 널리 이용되어지고 있는 기계요소이다. 본 논문에서는 원추형 코일스프링의 강성을 구하기 위하여, 빔요소를 이용한 유한요소법을 사용하였다. 가상일의 법칙을 이용하였고, 코일스프링의 하중벡터를 압축 분포하중으로 대체하였다. 하중의 증가에 의한 절점에서의 변위는 유한요소법를 이용하여 계산하였다. 단계법으로 결점의 변위를 중첩하여 전체 강성행렬을 구하였다. 유한요소법에 의한 해석치는 실험치와 잘 일치하였다. 본 논문에서 제시한 프로그램을 사용하여, 스프링 강성과 응력을 예측할 수 있을 것으로 사료된다.

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Finite thickness and tow phase shift effects on the mechanical behavior of plain weave textile composites (두께와 위상각의 변화가 평직복합재료 미세구조의 거동에 미치는 영향)

  • 우경식
    • Composites Research
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    • v.13 no.1
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    • pp.11-24
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    • 2000
  • In this paper, finite thickness and tow phase effects on the mechanical behavior were studied numerically for plain weave textile composites. Unit cell analysis based on a superposition method was employed to simulate uniaxial tensile loading condition and macro-element post-processor was used to reduce computer resource requirement. The effective moduli and micro-stress distribution were calculated for finite thick plain weave composites with phase shifts. Single layer and infinitely thick configurations were also considered for comparison.

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Development of Simulation System for Front Attachment of Excavator (굴삭기 작업장치의 해석시스템 개발)

  • Gwon, Sun-Gi;Park, Hyeong-Jin;Kim, Hyeong-Geun
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.20 no.5
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    • pp.1401-1410
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    • 1996
  • This paper present a method to predict fatigue life of a construction equipment performing static stress analysis and dynamic stress analysis using the computer simulation for proto and pilot type model. The parameter of design variable is used for finite elemt modeling of a excavator. Desinger can design reliable product and shorten lead time by using "Simulation System for Front Attachment of Excavator" develped in this study.his study.

Stress Analysis of the Prestressed Dies by Using FEM (유한요소법을 이용한 예압된 금형의 응력해석)

  • Yeo, Hong-Tae;Choi, Young;Hur, Kwan-Do
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.16 no.6
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    • pp.114-122
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    • 1999
  • By using the FEM, a method for the stress analysis of the presented dies has been proposed. In this method, FEM and Lame equation are used for the analysis of the die insert and the stress ring, respectively. The proposed method includes the calculation of the contact pressure between the die insert and the stress ring. To show the validity, the proposed method has been applied to the simple test problem. The results of the stress analysis have been compared with the results of ANSYS, a commercial FE-code. Cold extrusion has been simulated by using the rigid-plastic FEM and the results of the deformation analysis have been used as the input of the die structure analysis. The stress states of the prestressed extrusion die have been obtained. The stress analysis of the die insert with stress rings has also been performed during extrusion.

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Displacement Measurement of Structure using Regression Analysis from Coordinates Information of Laser Scanning (레이저 스캐닝 좌표정보로부터 회기분석 기법을 이용한 구조물의 변위 계측)

  • Hong, Jeong-Beom;Lee, Hong-Min;Park, Hyo-Seon
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2010.02a
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    • pp.34.1-34.1
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    • 2010
  • TLS(Terrestrial Laser Scanning)는 레이저를 이용하여 물체의 3차원 위치 정보를 원격으로 획득할 수 있는 시스템이다. 그러나 TLS로부터 획득한 3차원 위치 정보는 처짐 또는 응력 평가 등에 있어서 구조 정보로서 사용하기에는 한계가 있다. 따라서 정밀한 형상정보의 획득을 위해서는 3차원 형상 좌표 정보에 대한 적절한 데이터 처리가 필요하다. 본 연구에서는 구조물에 작용하는 하중 또는 지점 조건에 대한 정보 없이 회기분석의 중첩을 이용하여 TLS로부터 얻은 대상물의 이산화 된 위치 정보로 부터 구조물의 정밀한 변형 형상을 추정할 수 있는 방법을 제시한다.

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A Study on the Simultaneous Loading Factors for the Fatigue Design of Bridges (교량 피로설계의 동시재하계수에 관한 연구)

  • Lee, Dong Uk;Seo, Won Chan;Choi, Jae Won
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.12 no.2 s.45
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    • pp.151-165
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    • 2000
  • Since vehicles become large and heavy and traffic volume is increased rapidly, many fatigue damages have been reported in bridge members. In order to prevent fatigue damages of bridge members and maintain safety it is essential to perform rational fatigue check. Only one vehicle is loaded on a bridge deck for the fatigue design. But in reality it is seldom that only one vehicle passes on a bridge deck. Usually more than two vehicles are passing on a bridge deck simultaneously. Therefore, it is necessary to consider the influence of simultaneous loading for a rational fatigue design. In this study, the influence of simultaneous loading is investigated by performing stress variation analysis due to vehicle load on the basis of linear superposition method and Monte-Carlo simulation of traffic flow, and then calculating the measure of fatigue damages.

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Life-time Prediction of a FKM O-ring using Intermittent Compression Stress Relaxation (CSR) and Time-temperature Superposition (TTS) Principle (간헐 압축응력 완화와 시간-온도 중첩 원리를 이용한 FKM 오링의 수명 예측 연구)

  • Lee, Jin-Hyok;Bae, Jong-Woo;Kim, Jung-Su;Hwang, Tae-Jun;Park, Sung-Doo;Park, Sung-Han;Min, Yeo-Tae;Kim, Won-Ho;Jo, Nam-Ju
    • Elastomers and Composites
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    • v.45 no.4
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    • pp.263-271
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    • 2010
  • Intermittent CSR testing was used to investigate the degradation of an FKM O-ring, also the prediction of its life-time. An intermittent CSR jig was designed taking into consideration the O-ring's environment under use. The testing allowed observation of the effects of friction, heat loss, and stress relaxation by the Mullins effect. Degradation of O-rings by thermal aging was observed between 60 and $160^{\circ}C$. In the high temperature of range ($100-160^{\circ}C$) O-rings showed linear degradation behavior and satisfied the Arrhenius relationship. The activation energy was about 60.2 kJ/mol. From Arrhenius plots, predicted life-times were 43.3 years and 69.9 years for 50% and 40% failure conditions, respectively. Based on TTS (time-temperature superposition) principle, degradation was observed at $60^{\circ}C$, and could save testing time. Between 60 and $100^{\circ}C$ the activation energy decreased to 48.3 kJ/mol. WLF(William-Landel-Ferry) plot confirmed that O-rings show non-linear degradation behavior under $80^{\circ}C$. The life-time of O-rings predicted by TTS principle was 19.1 years and 25.2 years for each failure condition. The life-time predicted by TTS principle is more conservative than that from the Arrhenius relationship.