• Title/Summary/Keyword: 응력 강도 계수

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Study on the Characteristics of the Corrosion Fatigue Crack Propagation of Al-Alloy used for the Shipbuilding (선박용 알루미늄 합금재의 부식피로구열 진전특성에 관한 연구)

  • Im, U-Jo;Lee, Jong-Rak;Lee, Jin-Yeol
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.24 no.2
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    • pp.94-100
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    • 1988
  • Recently with the rapid development in marine and shipbuilding industries such as marine structures, ship, and chemical plants, there occurs much interest in the study of corrosion fatigue characteristics was closed up an important role in mechanical design. In this study, the 5086 Al-Alloy was tested by used of a rotary bending fatigue tester and was investigated under the environments of various specific resistance and air. The specific resistance, as a corrosion environment, was changed 15, 20, 25 and 5000$\Omega$.cm. The corrosion fatigue crack initiation sensitivity was quantitatively inspected for 5086 Al-Alloy in the various specific resistance. The experimental constants of Paris rule were examined in the various specific resistances, and the influences of load and corrosion with affect the crack growth rate were compared with. Main results obtained are as follows: (1) Number of stress cycles to corrosion fatigue crack initiation delaies and corrosion fatigue crack initiation sensitivity decreases with the increasing for the specific resistance. (2) The experimental constant m of Paris rule decreases with the decreasing for specific resistance. Hence the effect of corrosion is more susceptible than that of stress intensity factor. (3) The corrosion fatigue crack of 5086 Aluminium Alloy appears intergranular fracture. (4) Corrosion sensitivity is decreased with the increasing stress intensity factor and is nearly uniform when stress intensity factor is over 40kg.mm super(-3/2)

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Intensity Factors for a Branched Crack in a Semi-Infinite Plate Under Tension and Bending Moments (인장과 굽힘을 받는 반 무한 평판내의 분기균열에 대한 강도계수)

  • 김유환;범현규;박치용
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.461-464
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    • 2000
  • A branched crack in a semi-infinite plate under tension and bending moment is considered. Intensity factors of the stress and moment for the branched crack are evaluated. The stress intensity factors are obtained by using the finite element method and the J-based mutual integral. The moment intensity factors are calculated by extrapolating the values of the moment near the crack tip. Approximate expressions are also obtained as functions of the branched crack length and branching angle.

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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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Investigation of Plane Strain Fatigue Crack Growth Behavior by Using Side-Grooved Specimens (측면홈 시험편을 이용한 평면 변형률 피로 균열 진전에 관한 연구)

  • 김종한;송지호
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.1
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    • pp.63-69
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    • 1992
  • Plane-strain fatigue crack growth behavior of 7075-76 aluminium alloy was investigated by using side-grooved through-thickness center cracked tension(CCT) specimens. The effect of side-groove on the stress intensity factor value was examined. The effective thickness expression of $B_{e}$= $B_{o}$-( $B_{o}$-( $B_{ o-B_{n}^{2}}$ $B_{o}$ is the most appropriate to evaluate the stress intensity factor of side-grooved CCT specimen for fatigue testing. Fatigue crack growth rates can be well described by the effective stress intensity factor range based on closure measurements, for both side-grooved and uniform thickness specimens. Provided that the thickness of specimen meets the requirements for valid plane-strain fracture toughness, uniform thickness specimen data may be assumed to approximately represent the plane strain through-thickness crack growth behavior.ehavior.r.

Prediction of Undrained Shear Strength of Normally Consolidated Clay with Varying Consolidation Pressure Ratios Using Artificial Neural Networks (인공신경회로망을 이용한 압밀응력비에 따른 정규압밀점토의 비배수전단강도 예측)

  • 이윤규;윤여원;강병희
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.16 no.1
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    • pp.75-81
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    • 2000
  • The anisotropy of soils has an important effect on stress-strain behavior. In this study, an attempt has been made to implement artificial neural network model for modeling the stress-strain relationship and predicting the undrained shear strength of normally consolidated clay with varying consolidation pressure ratios. The multi-layer neural network model, adopted in this study, utilizes the error back-propagation loaming algorithm. The artificial neural networks use the results of undrained triaxial test with various consolidation pressure ratios and different effective vertical consolidation pressure fur learning and testing data. After learning from a set of actual laboratory testing data, the neural network model predictions of the undrained shear strength of the normally consolidated clay are found to agree well with actual measurements. The predicted values by the artificial neural network model have a determination coefficient$(r^2)$ above 0.973 compared with the measured data. Therefore, this results show a positive potential for the applications of well-trained neural network model in predicting the undrained shear strength of cohesive soils.

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A Development of Seepage Analysis Model for Unsaturated Soil during Rainfall (강우시 불포화지반의 침투해석모형 개발)

  • Lee, Jung-Sik;Han, Heui-Soo;Jang, Jin-Uk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.796-800
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    • 2009
  • 토목구조물 및 사면의 붕괴는 집중호우가 내리는 경우 많이 발생하고 있으며, 특히 사면에서는 붕괴까지의 변형이 급속히 진행되어 이를 사전에 예방하기는 매우 어려운 현실이다. 침투 및 배수과정에서의 사면 붕괴는 강우침투로 인한 지반의 물리적 특성변화가 직접적으로 사면의 안전계수 변화에 영향을 주는 것으로 판단되며, 이때 발생하는 물리적 특성변화로는 침투시 사면 내 지반의 단위 중량은 증가하여 전단응력의 증가 및 전단강도 감소현상이 발생하며, 이와 반대로 사면 내 배수로 인하여 전단응력의 감소 및 전단강도의 증가현상이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 강우침투로 발생하는 지반의 포화도 변화를 지반 내 투수계수의 함수로 설명하여 강우로 인한 지반의 침투 및 배수과정을 규명하고자 한다. 일반적으로 지반 내 지하수의 침투과정은 라플라스 공식을 적용한다. 그러나 라플라스 공식은 정상 상태(Steady State)일 경우에만 사용할 수 있고, 강우 등으로 인한 지하수의 수두 변화가 발생한 비정상 상태(Unsteady State)의 경우에는 부적합하므로 사면과 옹벽 등의 토질구조물에서는 안전성 변화를 계산할 수 없다. 이를 위해 사면 내 지반의 침투 및 배수과정을 투수계수의 함수로 나타내어, 강우의 침투과정을 Fourier Series, 변수분리법 및 섭동함수를 사용하여 식으로 유도함으로서 강우에 의한 지반의 침투 및 배수과정에 따른 사면 내 지하수의 분포를 예측한다. 침투과정 해석을 위하여 지표에서 포화대까지의 깊이 10m의 모델사면 및 지표부터 포화대까지의 포화도는 직선으로 비례한다는 가정을 적용한다. 먼저 푸리에 급수를 이용, 시간에 따른 온도를 열전달에 관하여 편미분하여 발생하는 열확산계수를 투수계수로 변환함에 따라 지하수의 시간과 수직방향거리에 대한 지반의 포화도를 산정한다. 변수분리법은 산정된 포화도에 지반의 초기조건과 경계조건를 고려하기 위해 적용하며, 변수분리법에 의해 산정된 지하수 분포를 섭동함수법으로 과도 및 정상상태로 분류한다. 본 연구의 수행으로 인해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, Fourier Series와 변수분리법, 섭동함수를 이용하여 강우에 의한 지반의 포화도 변화를 수식적으로 나타낼 수 있으며 둘째, 지반에서의 강우침투과정을 식으로 표현함으로서, 깊이별 시간에 따른 포화도의 영역이 상부로부터 하부로 전이되는 과정을 알 수 있다. 셋째, 푸리에 급수를 이용한 지반의 침투계산으로 강우로 인한 지반의 포화영역 및 불포화영역을 명확히 구분할 수 있으며, 각 깊이별 포화도를 계산하여 각 구간에서 불포화구간의 전단강도에 대한 보다 정확한 계산이 가능하리라 판단된다.

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Structural Integrity Assessment of High-Strength Anchor Bolt in Nuclear Power Plant based on Fracture Mechanics Concept (원자력발전소 고강도 앵커 볼트의 파괴역학적 건전성평가)

  • Lim, Eun-Mo;Huh, Nam-Su;Shim, Hee-Jin;Oh, Chang-Kyun;Kim, Hyun-Su
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.37 no.7
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    • pp.875-881
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    • 2013
  • The failure of a bolted joint owing to stress corrosion cracking (SCC) has been considered one of the most important structural integrity issues in a nuclear power plant. In this study, the failure possibility of bolting, which is used to support the steam generator of a pressurized water reactor, owing to SCC and brittle fracture was evaluated in accordance with guidelines proposed by the Electric Power Research Institute, which are called the Reference Flaw Factor method. For this evaluation, first, detailed finite element stress analyses were conducted to obtain the actual nominal stresses of bolting in which either service loads or bolt preloads were considered. Based on these nominal stresses, the structural integrity of bolting was addressed from the viewpoints of SCC and toughness. In addition, the accuracy of the EPRI Reference Flaw Factor for assessing bolting failure was investigated using finite element fracture mechanics analyses.

Compressive Properties of Ultra High Strength Concrete Exposed to High Temperature (고온에 노출된 초고강도 콘크리트의 압축특성)

  • Kang, Yong-Hak;Kang, Choong-Hyun;Choi, Hyun-Guk;Shin, Hyun-Jun;Kim, Wha-Jung
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.26 no.3
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    • pp.377-384
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    • 2014
  • Recently, the trend toward larger architectural structures continues and accelerates demand for Ultra High Strength Concrete (UHSC) which satisfies structural performance. However, UHSC has weakness in fire and the performance tests are required. In this paper, the change of mechanical properties of 100 MPa grade UHSC exposed to high temperatures ($20^{\circ}C{\sim}800^{\circ}C$) was observed to develop high temperature material model of UHSC: residual compressive strength, modulus of elasticity, property of stress-strain on monotonous loading and property of stress-strain on cyclic loading. In addition, TG/DTA and SEM Images analyses were performed to investigate chemical and physical characteristics of UHSC, and the results of this research were compared with those of previous studies. As a result, UHSC at the heating temperature of $300^{\circ}C$ showed a sharp decrease of residual compressive strength and modulus of elasticity. And It was shown that UHSC had a plastic behavior at more than $400^{\circ}C$ on the cyclic loading and revealed a same tendency in both monotonous and cyclic loading of all heating temperatures. In addition, through TG/DTA and SEM images analyses compared with those from previous studies, it was shown that the deterioration of concrete inner tissue, water evaporation and chemical reaction caused the decrease of residual compressive strength and modulus of elasticity.

V%drained Creep Rupture of an Anisotropically Overconsolidated Clay (이방과압밀점토의 비배수크리프파괴)

  • 강병희;오선호
    • Geotechnical Engineering
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    • v.12 no.6
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    • pp.153-162
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    • 1996
  • The undrained creep tests with isotropically and anisotropically overconsolidated clays were performed to investigate the effects of anisotropic consolidation on the undrained creep rupture behavior. Results of tests showed that the undrained creep rupture behaviors were iuluenced significantly by stress history including overconsolidation ratio and consolidation pressure ratio$(\sigma_{3c}/\sigma_{le})$. That is. the creep strength of clay increases with the increase of both overconsolidation ratio and consolidation pressure ratio. It, therefore, is dangerous to decide the possibility of creep rupture of clay by the isotropically consolidated creep rupture test in the case of the coefficient of earth pressure lower than 1.0. And the creep strength of clay could be obtained by the equation of the upper yield strength suggested by Finn and Shead(1973) irrespective of both overconsolidation ratio and consolidation pressure ratio.

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Influence of Aspect Ratio on Friction Characteristics in Rectangular Gas Microchannel Flow (사각 미세채널 유동에서 마찰특성에 미치는 종횡비의 영향)

  • Islam, M.T.;Lee, Y.W.
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.13 no.2
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    • pp.18-29
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    • 2009
  • 미세유동에 대한 폭발적인 관심에 의해 이 분야의 연구는 다양한 측면에서 이루어지고 있다. 본 연구는 사각 미세채널에서의 슬립유동에 관한 연구 중 아직 제대로 이루어져 있지 않은 마찰특성에 관한 종횡비의 영향에 초점을 맞추어 3차원 수치해석을 행하였다. 그 결과 종횡비가 1.0 일 때 상하 벽면 및 좌우측 벽면에서의 전단음력은 동일하나, 종횡비가 감소함에 따라 전단응력은 상하 벽면과 좌우측 벽면이 상이한 강도로 증가함을 보였다. 또한 Knudsen 수의 증가에 따라서는 전단응력이 감소함을 알 수 있었다. 따라서 벽면에서의 전단응력은 종횡비를 증가시키거나 혹은 Knudsen 수를 증가시키면 감소시킬 수 있으며, 마찰계수(fRe)도 종횡비를 증가시키거나 혹은 Knudsen 수를 증가시키면 감소됨을 밝혔다.

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