• 제목/요약/키워드: 잔류굽힘응력

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레이저 용접에 의한 이종재료의 잔류응력과 굽힘 특성 분석 (The Analysis of the Residual Stress and Bending Characteristics on the Heterogeneous Materials by Laser Welding)

  • 오세헌;민택기
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제22권3호
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    • pp.45-49
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    • 2004
  • Generally, it is used the compensation spring to compensate the inaccuracy of screen image induced by thermal deformation in CRT monitor. Its mechanism is hi-metallic system made of heterogeneous metals and these springs are bonded by laser welding. But laser welding induces a non-uniform temperature distribution, and residual stress is yielded locally by these temperature deviation. Therefore, this study measures the curvature constant to assess functions of the compensation spring of shadow mask with respect to increment temperature and estimates the effect of residual stress on the performance of tri-metal used to compensation spring.

스프링강의 피로강도에 미치는 압축잔유응력의 영향 (The effect of compress residual stresses for fatigue strength of Spring Steel)

  • 박경동;정찬기
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.338-343
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    • 2001
  • Recently the steel parts used at automobiles are required to be used under high stress more than ever before in need of the weight down. To achieve this requirement of a high strength steel, it must be necessary to decrease inclusion content and surface defect as like decarburization, surface roughness etc., In this study, the surface conditions are measured to know the influence on fatigue properties by two cases of shot peening of two-stage shot peening and single-stage shot peening. And for this study, two kinds of spring steel(SAE 9254, DIN 50CrV4) are made. This study shows the outstanding improvement of fatigue properties at the case of two-stage shot peening in the rotary bending fatigue test and this is assumed to be from (1) on low stress condition, the single stage shot peening is not affected by nonmetallic inclusion under metal. (2) it is possible that the two-stage shot peening increases the fatigue life and the high stress, but, that is affected by nonmetallic inclusion under metal. (3) so far, beeasily 50CrV4 have made high stress. But, results also show fatigue failures originated at inclusion near surface, and this inclusion type is turned out to be a alumina of high hardness.

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Ti-6Al-4V재의 UNSM처리에 의한 회전굽힘피로특성변화 (Variation of Rotating Bending Fatigue Characteristics by UNSM on Ti-6Al-4V)

  • 서창민;편영식;서민수
    • 한국해양공학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.49-55
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    • 2011
  • In order to analyze feasibility of replacing a conventional 6-mm Ti bar with a 5-mm bar, a series of rotating bending fatigue tests were carried out on Ti-6Al-4V bars by strengthening the fatigue performance using a special technique called UNSM (Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification). The results of S-N curves clearly showed that the performance of the 5-mm titanium specimen was similar to that of the 6-mm specimen when the UNSM treatment was applied. The 5-mm treated specimen converged with small scattering band into the linear line of the non-treated 6-mm one. Below the fatigue life of $10^5$ cycles, the UNSM treatment did not show any significant superiority in the bending stress and fatigue life. However, over the fatigue life of $10^5$ cycles, the effect of UNSM was superior for each fatigue life, and the bending stress became longer and higher than that of the untreated one. In the case of 6-mm Ti-bar with UNSM, the fatigue limit was about 592 MPa, and there was fatigue strength increase of about 30.7% at the fatigue life of $10^4$ cycles compared to the untreated 6-mm bar. Therefore, the compressive residual stress made by the UNSM in Ti-6Al-4V increased the fatigue strength by more than 30%.

고주파 열처리된 SAE1055 강의 피로거동 및 이의 확률론적 평가 (Probabilistic Analysis of Fatigue Behavior of Induction Hardened Steel)

  • 이선호;이승표;강기원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권3호
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    • pp.429-436
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    • 2013
  • 본 논문에서는 고주파 열처리된 SAE1055 베어링강의 경도에 따른 피로 거동 및 이의 확률론적 평가를 수행하였다. 이를 위하여 경도 수준에 따른 5 종류의 시험편(A : 원재료, B : HV390-전경화, C : HV510-전경화, D : HV700-전경화 및 E : HV-700 표면경화)를 준비하였다. 피로시험은 4 점 회전굽힘 피로시험기를 이용하여 응력비 R=-1 의 조건하에서 수행하였다. 그 결과, SAE1055 강의 피로 거동은 경도에 따라 크게 변화하였으나 HV510 수준이상에서는 피로한도의 증가는 관찰되지 않았다. 또한 피로 파손기구에 대한 경도의 영향을 평가하기 위하여 SEM(scanning electron microscope)을 이용한 파면 관찰을 수행하였다. 피로수명의 통계적 특성은 P-S-N(probabilistic S-N) 곡선을 이용하여 평가되었으며 이에 대한 경도의 영향은 잔류치 해석(residue analysis)을 통하여 수행하였다.

JISG4081SUP7-DIN50CrV4강의 피로강도에 미치는 쇼트피이닝의 영향 (Effect of Shot Peening on Fatigue Strength of JISG4081SUP7-DIN50CrV4 Steel)

  • 박경동;정찬기
    • 한국해양공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.66-72
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    • 2001
  • Recently the steel parts used at automobiles are required to be used under high stress more than ever before in need of the weight down. To achieve this requirement of a high strength steel, it must be necessary to decrease inclusion content and surface defect as like decarburization, surface roughness etc.. In this study, the surface conditions are measured to know the influence on fatigue properties by two cases of shot peening of two-stage shot peening and single-stage shot peening. And for this study, two kinds of spring steel (JISG4081SUP7, DIN 50CrV4) are used. This study shows the outstanding improvement of fatigue properties at the case of two-stage shot peening in the rotary bending fatigue test and this is assumed to be from on low stress condition, the 1st stage shot peening is not affected by nonmetallic inclusion under metal. it is possible that the 2nd stage shot peening increases the fatigue life and the high stress but that is affected by nonmetallic inclusion under metal. so far beeasily DIN50CrV4 have made high stress. But, results also show fatigue failures originated at inclusion near surface, and this inclusion type is turned out to be a alumina of high hardness.

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Ag-Ti계 합금을 사용한 SiC/SiC 및 SiC/연강 브레이징에서 브레이징 조건이 접합강도에 미치는 영향의 연구 (The effects of brazing conditions on the bond strength of the SiC/SiC and SiC/mild steel joints brazed by Ag-Ti based alloys)

  • 이형근;이재영
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제15권5호
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    • pp.104-114
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    • 1997
  • The microstructure and bond strength were investigated on the SiC/SiC and SiC/mild steel joints brazed by Ag-5at%Ti alloy. Ag-5at%Ti-2at%Fe and -5at%Fe brazing alloys were also used to see the effects of Fe addition on the bond strength of SiC/SiC brazed joints. Brazing temperature and brazing gap were selected and examined as brazing variables. The microstructure of SiC/SiC brazed joints was affected by Fe addition to the Ag-5at%Ti alloy, but the bond strength was not. Increasing brazing temperature also changed the microstructure of $Ti_5Si_3$ reaction layer and brazing alloy matrix of the SiC/SiC and SiC/mild steel joints, but not the bond strength. Brazing gap had a great effects on the bond strength. Decreasing brazing gap from 0.2 mm to 0.1 mm in SiC/SiC brazing increased the bond strength from 187 MPa to 263 MPa and, in SiC/mild steel brazing, from 189 MPa to 212 MPa. It was concluded that the most important parameter on the bond strength in SiC/SiC and SiC/mild steel brazing was the relative ratio between brazing gap and specimen size.

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Ti-6Al-4V 재의 UNSM 처리에 의한 피로특성변화 - 회전굽힘 피로시험과 축하중 인장압축 피로시험 비교 - (Variation of Fatigue Properties in Nanoskinned Ti-6Al-4V - Rotating Bending and Axial Loading Tension-Compression Cycle -)

  • 서민수;편영식;서창민
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권4호
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    • pp.443-449
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    • 2012
  • Ti-6Al-4V 재에 다양한 표면처리방법을 통하여 나노스킨화된 피로시험편을 제작하고 회전굽힘피로 시험과 축하중 인장압축피로시험을 수행하였다. 특히 S-N 곡선에서 초음파나노표면개질(UNSM)법은 국내특허기술로 다른 처리법들보다 우수한 결과를 보였고, UNSM 처리된 직경 5 mm 재는 6 mm 티타늄재를 대치 가능할 성능을 얻었다. UNSM 처리된 $10^6$ 사이클 이상의 장수명영역에서 피로강도가 크게 향상되는 시험결과를 얻었다. 균열발생 패턴의 분석을 통하여 Ti-6Al-4V 재는 응력의 작용형태에 따라 표면균열발생형(surface originating crack type)과 내부균열발생형(interior originating crack type)인 어안균열(fish eye crack)이 발생하는 메커니즘을 분석하였다.

균일모멘트를 받는 계단식 I형보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴에 관한 연구 (A Study on Inelastic Lateral-Torsional Buckling of Stepped I-Beams Subjected to Pure Bending)

  • 김종민;김승준;박종섭;강영종
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.237-246
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    • 2008
  • 연속경간을 가지는 I형강 교량은 내부 지점근처에서 상대적으로 큰 부모멘트가 발생하게 되는데, 이에 경제적인 단면 활용을 위하여 내부 지점부위의 상부 및 하부플랜지에 플레이트를 보강한 변단면을 사용하고 있다. 본 연구에서는 기존 탄성 횡-비틀림 좌굴식에 관한 연구를 토대로 하여 비탄성 구간에 있는 계단식 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 범용구조해석프로그램 ABAQUS(2006)를 이용하여 산정하고, 간편한 설계식을 제안하고 있다. 유한요소해석에는 4절점 쉘요소인 S4R이 사용되었고, 국내외에서 많이 사용되는 I형강 단면(${W36{\times}160}$)을 대상으로 하였다. 양단 및 한쪽 끝단에 계단식 단면을 가지는 보에 대해서 고려하였으며, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형보를 나타내었다. 해석에 사용된 매개변수는 각각 27가지 및 36가지 조합이고, 하중조건으로 보의 순수굽힘이 발생하는 균일모멘트를 적용시켰으며, 비탄성 구간범위 내에 있는 비지지 길이에 대하여 구조해석을 수행하였다. 비탄성 횡-비틀림 거동을 보기 위하여 잔류응력 및 초기결함을 고려한 비선형해석을 실시하였는데, Pi(1995)등이 고려한 잔류응력의 형상과 국내 I형강 표준 치수 허용치에 근거하여 부재 길이의 0.1%를 초기제작오차로 고려하였다. 본 연구 결과는 다양한 형식의 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량의 경제적이고 합리적인 설계의 근간을 제공해 줄 것이며, 향후 다양한 하중 조건을 가지는 양단 또는 일단 계단식 단면 변화보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도를 계산할 수 있는 설계식 개발에 적극 활용 될 수 있을 것이다.

LNG선박용 열교환기 세관의 SCC에 미치는 응력의 영향 (The Effect of Stress on SCC of Heat Exchanger Tube for LNG Vessel)

  • 정해규;임우조
    • 한국가스학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.22-32
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    • 2003
  • Al-황동은 기계적 특성 및 열전도성이 우수하고 해수 중에서 표면 보호피막을 형성하므로 부식저항성이 높아 해수를 냉각수로 사용하는 선박용 열교환기의 세관재로 널리 사용되고 있다 Al-황동 세관은 실제 사용 환경에서 굽힘 등에 의한 소성변형된 상태로 사용되는 경우가 많다. 이와 같은 소성변형에 의한 Al-황동 세관의 균열 파손사례는 선박의 오일탱크 내의 가열코일, 각종 열교환기의 세관 등에서 흔히 찾아 볼 수 있다. 또한 세관의 확관에 의한 밀봉 방법에 따라 세관의 변형에 의한 잔류응력 및 어패류 혼입에 의한 해수 유입부의 국부적인 유속증가 등에 기인하여 Al-황동 세관의 균열 및 침식 등의 파손사례가 보고되고있다. 본 연구에서는 $3.5\%$ NaCl. + $0.1\%\;NH_4OH$ 수용액을 시험편 표면에 5 m/s로 액분사하의 가속실험에서 Al-황동 세관의 응력부식균열 거동에 미치는 응력의 영향에 대하여 고찰하였다.

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손상치유 능력을 가지는 탄화규소의 강도 특성과 탄성파 특성 (Strength Properties and Elastic Waves Characteristics of Silicon Carbide with Damage-Healing Ability)

  • 김미경;안병건;김진욱;박인덕;안석환;남기우
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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    • pp.337-341
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    • 2004
  • Engineering ceramics have superior heat resistance, corrosion resistance, and wear resistance. Consequently, these art significant candidates for hot-section structural components of heat engine and the inner containment of nuclear fusion reactor. Besides, some of them have the ability to heal cracks and great benefit can be anticipated with great benefit the structural engineering field. Especially, law fracture toughness of ceramics supplement with self-healing ability. In the present study, we have been noticed some practically important points for the healing behavior of silicon nitride, alumina, mullite with SiC particle and whisker. The presence of silicon carbide (SiC) in ceramic compound is very important for crack-healing behavior. However, self-healing of SiC has not been investigated well in detail yet. In this study, commercial SiC was selected as sample, which can be anticipated in the excellent crack healing ability. The specimens were produced three-point bending specimen with a critical semi-circular crack of which size that is about $50-700{\mu}m$. Three-point bending test and static fatigue test were performed cracked and healed SiC specimens. A monotonic bending load was applied to cracked specimens by three-point loading at different temperature. The purpose of this paper is to report Strength Properties and Elastic Waves Characteristics of Silicon Carbide with Crack Healing Ability.

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