Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.19
no.10
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pp.84-91
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2002
The shaft with the circular cross section have symmetric structural combination parts to keep the rotating balance. Hence the crack usually emanate from symmetric combination parts due to the stress concentration of these parts. In this study to estimate the fatigue behavior of symmetric cracks, the fatigue test was performed by using rotary bending tester and the specimen with symmetric defects in circular cross section. From the facts the characteristics of crack initiation and propagation on the symmetric surface cracks in circular cross section was examined. Also we observed the internal crack using oxidation coloring and investigated the fatigue behavior using the relationship between surface crack and internal crack. As a result of fatigue lift of symmetric cracks was reduced to 35% compared to single crack’s. We examined the characteristics of fatigue behavior in element with symmetric cracks using internal crack propagation rate and maximum stress intensity factor range obtained from approximation method.
The components with the circular cross section have the symmetric combination parts for rotating balance and the crack emanates from the symmetric combination parts. The symmetric cracks from symmetric combination parts make a decrease in the component fatigue life more than single crack. In this study, to estimate the behavior of symmetric cracks, the fatigue test was performed using rotary bending tester on the specimen with a symmetric defects in circular cross section. The material used in this study is Ni-Cr-Mo steel alloy. Under the same stress, the result from the rotary bending fatigue test turned out that the symmetric cracks made a decrease in the fatigue life by 35% more than single crack and the relation between log a and cycle ratio $N/N_f$ obtained linearly.
A15052/AFRP laminates were developed principally to obtain a material with good fatigue strength, in which possible cracks would grow very slowly. Weight savings of more than 30% should be attainable in practice. Also, the crack bridging fibers could still was carry a significant part of the load over the crack, thus the COD and stress intensity factor was reduced at the crack tip. A15052/ AFRP laminates consists of three thin sheets of 5052-H34 aluminum alloy and two layers of [0] unidirectional aramid fiber prepreg. The cyclic-bending moment test was investigated based on applying the five kinds of bending moments. The size of the delamination zone produced between 5052-H34 aluminum alloy sheets and fiber-adhesive layers was measured from ultrasonic C-scan pictures taken around the fatigue crack. In addition, the relationship between the cyclic-bending moment and the delamination zone size was studied and the effect of fiber bridging mechanism was also considered.
In this study, corrosion fatigue characteristics of CF8M and CF8A steel were investigated on the simulated PWR condition(Temp.:$316^{\circ}C$, Pres.: 15:MPa). To make the simulated PWR condition. the special test machine consisted of INSTRON, Autoclave, LOOP and Measurement system was developed. As ${\Delta}K$ is ranged from 11 to $20MPa{\sqrt{m}}$, Crack growth rate of PWR condition is faster than air condition. Above $20MPa{\sqrt{m}}$, the crack growth rate of PWR and air condition is similar. Corrosion fatigue characteristics regardless of the ferrite contents($10{\sim}25wt.%$) is not different. After the test, the fracture surface of specimens was examined. It was difficult to verify the fracture modes such as striation, intergranular crack and cleavage and so on. As the ferrite content of CF8M is increased, the more particles covered fracture surface were peeled.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.18
no.10
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pp.61-68
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2001
Turbine blade in nuclear plant is subject to cyclic bending fatigue by high steam pressure. Especially, fatigue fracture is caused by low stress below yielding stress. Photograph by SEM doesn't have striation but photograph by AFM has striation on the fatigue fractured surface of 12% Cr steel used in turbine blade. Surface roughness $R_q$ has the linear relation with respect to stress intensity factor range ΔK and is increased linearly according to load amplitude $\textit{\Delta}P$. In this study loading condition applied to turbine blade is predicted by the relation between the gradient of $R_q$ to $\textit{\Delta}K$ and load amplitude $\textit{\Delta}P$.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.13
no.1
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pp.87-95
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1989
The fatigue crack propagation of random short fiber SMC composite material was investigated. In macroscopic viewpoint, SMC composite material was treated as isotropic material and was analyzed in terms of conventional fracture mechanics. Experiments were conducted on mode I and mixed respectively and various loading level was applied to each mode. Fatigue crack growth can be explained in three steps and most of fatigue life is consumed in initial crack growth. In this experiments, power law, i.e, da/dN=C(C.DELTA.K)$^{m}$ , between fatigue crack growth rate and stress intensity factor range, was valid and the value of the exponent m is about 10, which is much higher than that of other metals. Fracture mechanism was also investigated by SEM fractographic study.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.25
no.5
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pp.772-778
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2001
In this study, corrosion fatigue characteristics of 12Cr alloy steel were investigated in 3.5wt.% NaCl solution of 150$^{\circ}C$ and 4.5bar. Behavior of corrosion fatigue cracks was measured by the indirect compliance method and compared with the results in distilled water and in air. 1) 12Cr alloy steel was susceptible to temperature. Its susceptibility was increased as the temperature was increased. 2) The crack growth characteristics of 12Cr alloy steel in distilled water were similar to 3.5wt.% NaCl solution. 3) The temperature of solution affects to the crack growth characteristics of 12Cr alloy steel. In corrosion solutions of 4.5bar, 150$^{\circ}C$, fracture surfaces of corrosion fatigue crack growth at a/W=0.3 was showed the trans-granular fracture suface. As the crack grew up, it was changed to inter-granular type. In condition of high temperature, The crack growth behaviors of 12Cr alloy steel were remarkable.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.27
no.4
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pp.623-631
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2003
It is considered that the application of advanced composite materials to the prostheses for the disables is important to improve their bio-mechanical performance. Particularly, energy storing foot prosthesis is mostly important to restore gait ability of the disables with low-extremity amputation since it could provide propulsion at terminal stance enhancing the disables ability to walk long distance even run and jump. Therefore, the energy storing spring of Prosthetic foot keel under cyclic bending moment use mainly of high strength glass fiber reinforced plastic. The main objective of this study was to evaluate the stacking sequence effect using the delamination growth rate(dA$_{D}$/dN) of energy storing spring in glass fiber reinforced plastic under cyclic bending moment. The test results indicated that the shape of delamination zone depends on stacking sequence in GFRP laminates. Delamination area(A$_{D}$) turns out that variable types with the contour increased non-linearly toward the damage zones.nes.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.10
no.2
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pp.110-116
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2002
At elevated temperature, very complex precipitations occur in STS316. To investigate the effect of the precipitation on mechanical properties in SIS316, tensile tests and fatigue crack growth tests were carried out at $650^{\circ}C$ using artificially degraded materials. The material degradation was simulated by aging for up to 20000 hrs. at $750^{\circ}C$, which is equal to 179000hrs (about 20yrs) of service life at $650^{\circ}C$, after conducting solution treatment for 20 min. at $11300^{\circ}C$. The result of the hardness test and the tensile test showed that both properties are closely related to the mean free distance of carbides. Also, from the results of fracture tests at $650^{\circ}C$, ${\triangle}K_{th}$, after values were found to decrease as aging time and microstructure, as the volume fraction of $\sigma$ phase increased.
Kim, Dong-Hyun;Yoon, Han-Ki;Kim, Sa-Wong;Kohyama, A.
Proceedings of the KSME Conference
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2004.04a
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pp.13-18
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2004
The objective of this study is to investigate fracture toughness and fatigue crack propagation behavior in the Reduced Activation Ferritic Steel (RAFs) JLF-I. The fracture toughness tests were performed with various size(plane size and thickness) and various side groove of specimens. The fatigue crack propagation behavior of the JLF-I steel was investigated by the constant-amplitude loading test for the stress ratios R=O.I, 0.3 and 0.5 respectively. The effects of stress ratios and specimen size on the fatigue crack growth behaviors for JLF-I steel were discussed within the Paris law. The test results showed the standard CT specimen with the side groove of 40 % represented a valid fracture toughness. The fracture resistance curve increased with increasing plane size and decreased with increasing thickness. However, the fracture resistance curve of half size specimen was similar to that of the standard specimen. The fatigue crack propagation rate of a half size specimen was similar to that of a full size specimen at the stress ratios of 0.1, 0.3 and 0.5 respectively. The fatigue crack propagation behavior of this material were evaluated by using a half size specimen.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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