• 제목/요약/키워드: 응력 집중계수

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항공재료 리벳홀에 인접한 원공결함의 위치에 따른 응력집중계수의 변화와 균열발생거동 (The Variation of Stress Concentration Factor and Crack Initiation Behavior on the Hole Defects Around the Rivet Hole in a Aircraft Materials)

  • 송삼홍;김철웅;김태수;황진우
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.381-388
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    • 2003
  • The material deficiencies in the form of pre-existing defects can initiated cracks and fractures. The stress distribution and fatigue crack initiation life of engineering materials may be associated with the size, the shape and the relative location of defects contained in the component. The objective of this study is to investigate the effect of arbitrarily located hole defect around the rivet hole of a wing section in monolithic aluminum and Al/GFRP laminates under cyclic bending moment during a service load. The stress distribution and the fatigue crack initiation behavior near a rivet hole of on the relationships between stress concentration factor ($K_t$) and relative position of defects were considered. The test results indicated the features of different stress field. Therefore, the stress concentration factor ($K_t$) and the fatigue crack initiation behavior was illustrated different behavior according to each position of hole defect around the rivet hole in monolithic aluminum and Al/GFRP laminates.

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유한요소법에 의한 튜블라 이음부의 응력집중계수 및 피로강도 해석 (A Study on the Stress Concentration Factor and Fatigue Strength for T-Tubular Joints by FEM)

  • 엄동석;강성원;하우일
    • 한국해양공학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.141-150
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    • 1994
  • In designing, the strength of tubular joint has been an important problem for integrity of steel structures in which many tubular members are used. This paper presents the results of FEM analysis on stress concentration and fatigue crack initiation life for two types of tubular joints. One is circular and rectangular T type joints which consist of circular brace and rectangular chord. Another is circular and circular T type joints which consist of circular brace and circular chord. FEM analyses were performed under the axial load and in-plane bending moment. The fatigue crack initiation life can be estimated by using $\varepsilon$-N curve and by applying the Palmgren-Miner linear damage rule. According to the results, the stress concentration factor(SCF) of circular and rectangular joints is higher than that of circular and circular joints. The fatigue crack initiation lives of circular-circular joints and circular-rectangular joints were calculated.

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양무한평판의 두 원공비렬이 응력집중에 미치는 영향 (The Effect of Two Circular Holes Arrangement on the Stress Concentration Factor in a Semi-infinite Plate)

  • 오세욱;박영철;김준영
    • 한국해양공학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.110-119
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    • 1990
  • This study is concerned about the stress concentration factor measurement by photoelastic method, for the case of two circular holes arrangement in 3mm semi-infinite plate under tensile load, the ratio of those two circular holes diameter, the ratio of distance apart from circular holes to breadth and the two holes arrangement angle with loading direction were varied. Besides, the measured stress concentration by photoelastic method around one circular hole was compared with that by strain-gage method.

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피로와 파괴력학(I)

  • 최용식
    • 기계저널
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    • 제16권4호
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    • pp.41-48
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    • 1976
  • 재료의 피로문제에 대해서는 꽤 오래 전부터 많은 연구가 이루어져왔고, 피로의 현상파악에서부 터 피로이론의 구명, 나아가서는 실제문제로서의 피로설계, 피로수명예측 등에 기여한 업적은 아 주 크다 하겠다. 그러나 종래의 피로문제연구의 방향이, S-N 곡선에서 얻어지는 피로한계강도 (더 정확한 표현으론 피로파괴한계강동)에 바탕을 두고, 정력확적인 설계관례인 안전계수의 도입 을 빌려, 피로강도를 실용화할려는 선에서 이루어져 왔다고 보겠다. 재료의 피로한계강도란, 그 정의로 미루어, 다분히 정적으로는 극한강도 또는 피로강도의 개념에 견주어 질 수 있는 공칭응 력으로써 탄성학적으로 해석될 수도 없고, 다만 탄역성이론의 개념을 바탕으로 근사해석례만이 허용되고 있을 뿐이다. 재료에는 소위 평활재이건 절결재이건 간에 또 검출여부에 관계없이, 내외 부에 대소각종의 결함이나 역학적 불연속부가 잠재해있음은 이미 공지의 사실이며, 이들 결합, 불 연속부등이 외하중하에서 응분의 응력집중원이 되어 재료를 전반적인 파괴로 몰고 갈 수 있다 함 도, 또한 이러한 역학적거동이 피로파괴에 까지 확장해석될 수 있을 것이란 것도 이미 잘 알려져 있는 터이라 하겠다. 재료내외부의 제결합을 응력집중이 극대인 crack로 대체해서 외하중하에서 의 응력장거동을 해석한 선형탄성파괴역학(LEFM)은, 바로 이러한 실제재료의 강도설계에 보다 큰 정확성을 부여한 방법론적 학문이라 하겠고, 나아가서는 재료의 파괴기구를 파헤치는데 진일 보적인 역학적인 수법이라 하겠다. 취성파괴, 연성파괴에 바탕을 둔 파괴역학(LEFM)을 피로파괴 에 적용시키는 데는 상당한 문제점들을 수반할 것임은 충분히 인지되나, 제한된 경계조건하에서 의 적용 예는 종래의 어떤 방법에 의한 것 보다도 피로강도설계, 안전사용 피로수명예측 등에 획기적인 진전을 보여주고 있다. 파괴역학은 crack 재의 강도학이고, 더 구체적으로 음력학대계수 (stress intensity factor) K 또는 이와 연연되는 parameter 인 strain energy release rate(G), crack-tip plactic zone size r$_{p}$,.rho., crack-tip opening displacement .phi., strain intensity 등을 쓰는 재료강도학이기 때문에, 이 수법을 피로파괴에 적용시킴은, 종래의 공칭응력으로 피로 문제를 다루던 방법과는 판이하다 하겠다. 본고에선 파괴역학의 관점에서 피로구열의 안정성장을 논하고, 과거 10여년간의 피로 crack문제에 대한 연구방법, 실험방법 등을 소개하는 방향으로 고 를 진행시켜 나가겠다.

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Padding plate 용접구조의 인장 정하중 이력에 의한 용접잔류응력 변화 및 피로강도에의 영향 (Re-distribution of Welding Residual Stress Due to Tensile Pre-load and Its Effects on Fatigue Strength in Padding Plate Weldment)

  • 강성원;김영욱;김화수;김도현
    • 대한조선학회논문집
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    • 제38권4호
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    • pp.75-82
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    • 2001
  • 건조 후 수행하는 수압시험 또는 화물의 적재 등과 같은 정하중은 파랑변동하중에 비하여 선체구조물에 상당히 큰 응력을 유발한다. 이러한 정하중이력에 의하여, 선체구조물의 응력집중으로 인해 피로강도가 문제되는 용접이음부에서는, 재료의 탄소성 거동에 의하여 초기용접잔류응력이 상당히 이완될 것으로 예상된다. 따라서, 이러한 용접이음부의 피로강도를 평가할 때에는 이완된 잔류응력의 영향을 고려하는 것이 보다 합리적이다. 본 연구에서는 선체구조물의 여러 가지 용접형태 중 Padding plate가 용접된 형태에 대하여 정하중이력($0.5{\sigma}Y,\;0.85{\sigma}Y$)에 의한 초기 용접잔류응력의 변화를 측정하며, 잔류응력의 변화가 피로강도에 미치는 영향을 검토한다.

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5급 복합레진수복물의 응력분포에 관한 3차원 유한요소법적 연구 (Stress distribution of Class V composite resin restorations: A three-dimensional finite element study)

  • 박정길;허복;김성교
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제33권1호
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    • pp.28-38
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    • 2008
  • 본 연구는 3차원 유한요소 분석법적 연구를 통해 쐐기형 비우식성 치경부병소의 복합레진 수복물에서 다른 탄성계수를 가진 복합레진의 수복과 와동의 형태와 응력의 방향에 따른 응력분포의 영향에 대해 알아보고자 하였다. 발거된 상악 제2소구치를 Micro-CT로 스캔한 후 3D-DOCTOR로 3차원유한요소 모형을 제작하였다. 제작된 소구치 모형에 쐐기형 와동과 변형시킨 와동을 형성하고 각 와동을 탄성계수가 서로 다른 혼합형 복합레진 또는 흐름성 복합레진으로 수복하였다. 수복 전, 후 협측교두와 설측교두에 500N의 하중을 가한 후 응력분포를 ANSYS 프로그램을 이용하여 주 응력 분석법으로 평가한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 수복 전 응력은 근심측 백악법랑경계와 와동저 선각부에 집중되었으며 최대응력은 근심협측우각부에서 나타났다. 2. 와동수복 후 와동저 선각의 응력은 현저히 감소했으나 치경부측 변연의 응력은 수복전보다 증가하였다. 3. 쐐기형태의 병소의 수복 시 와동저 선각부는 탄성계수가 높은 재료가 유리하고 치경부측 변연은 탄성계수가 낮은 재료가 유리하였다. 4. 와동저 선각부를 둥글게 변화시키는 것은 압축응력은 감소시키지 않으나 인장응력은 감소시켰다.

대형엔진 실린더 커버 스터드의 강도 평가 (Strength Evaluation of the Cylinder Cover Stud for Low-Speed Marine Diesel Engine)

  • 김병주;이재옥;박진수;김세락
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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    • pp.554-559
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    • 2007
  • The cylinder cover stud for assembling the combustion chamber components of low-speed marine diesel engine is one of the main structural components in engine. To understand the structural behavior of the stud is quite important for safe and economic design of it. In this paper, the structural behavior and design adequacy of the stud have been evaluated through strain measurement and structural analysis for the world's two largest engine types. Moreover, a feasibility study for design modification was carried out based on fatigue test and calculation. The results showed that 1) the stud experiences very high stress ratio under normal operating conditions, 2) the fatigue strength of the stud is sufficient, and 3) results from strain measurement and structural analysis were quite close each other.

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추원공을 가진 무한평판의 응력집중계수와 추원주를 가진 Potential Flow 의 응력계수와 비교연구 (A comparative study between stress concentration factor of the infinite plate with elliptic hole and presuure coefficient of the potential flow around elliptic cylinder)

  • 김동현;윤갑영
    • 대한기계학회논문집
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    • 제5권4호
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    • pp.354-361
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    • 1981
  • This study aims to compare stress concentratior factors in a loaded elastic body of the infinite plate with pressure coefficients of a fluid in the potential flow. First in view of hydrodynamics, when a single elliptic cylinder in the form of a bluff body stands in the potential flow, the pressure distribution(doefficient, C$\_$p/around the elliptic cylicder which is changed according to the position(angular displacements)is theoretically analyzed and calulated; secondly, in view of theory of elasticity, when an eliptic hole which is made on a flat plate gets tension, the stress distribution(factor) around the elliptic hole which is changed according to the position(angular displacements )is theoretically(K$\_$t/) and experimentally (K$\_$e/) measured; and finally. The results are compard and examined.

Hot-Spot 응력을 이용한 하중전달형 십자형 필렛 용접재의 피로강도 평가 (Fatigue Strength of the Load-Carrying Cruciform Fillet Welded Joints Using the Hot-Spot Stress)

  • 박종민;최원식;권순홍;노병욱
    • 한국기계가공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.20-26
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    • 2007
  • In this study, fatigue strength of load-carrying cruciform fillet welded joints were evaluated using a new method proposed by Yamada, for geometric or structural stress in welded joint, that is, one-millimeter stress below the surface in the direction corresponding to the expected crack path. Validity of the method is verified by analyzing fatigue test results for load-carrying cruciform welded specimens has different size of weld toe radius, leg length and plate thickness reported in literature. Structural stress concentration factor for 1mm below the surface was calculated by finite element analysis for each specimen respectively. When compared to the basic fatigue resistance curve offered by BS7608, the one-millimeter stress method shows conservative evaluation for load-carrying cruciform fillet welded joints.

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가중함수법과 유한요소해석에 의한 기계적 체결부에 존재하는 타원형 모서리균열의 임계 경사각 해석 (Critical Angle Analysis of Elliptical Corner Cracks in Mechanical Joints by Weight Function Method and Finite Element Analysis)

  • 허성필;양원호;고명훈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.1-9
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    • 2002
  • 항공기 동체에 널리 사용되고 있는 기계적 체결은 응력집중 및 접촉압력 등으로 인해 체결부로부터의 균열발생 가능성이 상대적으로 높다. 본 연구에서는 가중함수법을 적용하여 기계적 체결부에 존재하는 경사진 타원형 모서리균열의 표면점과 최심점에서의 혼합모드 응력확대계수 해석을 수행하였다. 가중함수에 포함된 미정계수들은 기준하중에 대한 유한 요소해석으로부터 구하였다. 경사각에 따른 응력확대계수의 변화를 해석하여 모드 I 응력 확대계수가 최대가 되는 임계 경사각을 결정하였고, 간극의 크기와 균열깊이가 임계 경사각에 미치는 영향을 조사하였다.