• 제목/요약/키워드: 최대응력확대계수

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탄성표면파의 반사계수를 이용한 파괴응력의 해석 (The analysis of fracture stress using reflection coefficient of surface acoustic wave)

  • 신진섭;김장권;전계석
    • 한국음향학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.13-18
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    • 1991
  • 본 연구에서는 취약한 고체의 표면에 존재하는 crack에 탄성표면파를 입사 시켰을 때 발생하는 반사계수를 측정하여 파괴응력을 해석하는 방법을 연구 분석하였다. Crack이 존재하는 취약한 고체에서의 파괴응력은 임계응력확대계수와 정규화된 최대응력확대계수의 함수로써 나타나며, 이 때 정규화된 최대응력확대계수는 탄성표면파의 반사계수를 측정하여 구할 수 있었다. 실험을 위하여 Pyrex glass원판 중앙에 깊이가 0.5mm~0.9mm인 crack을 제작하였고, SAW wedge transducer를 피치캐치(pitch-catch) 모드로 구성하여 반사계수를 측정하고 파괴응력값을 산출하였으며 UTM(Universal Testing Machine)으로 측정한 값과 비교 분석하였다.

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U-노치 및 균열을 갖는 보의 응력집중계수 및 응력확대계수 (Stress Concentration Factor and Stress Intensity Factor with U-notch and Crack in the Beam)

  • 서보성;이광호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권5호
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    • pp.513-523
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    • 2016
  • 단순보와 외팔보의 U-노치 및 균열에 대한 응력집중계수 및 응력확대계수를 유한요소법 및 광탄성실험에 의해 해석하였다. 해석결과를 사용하여 응력집중계수 및 응력확대계수의 추정 그래프를 얻었다. 노치의 응력집중계수해석을 위하여 무차원 노치 길이 H(시편의 높이)/h=1.1~2, 무차원 틈 간격 r(노치선단의 반경)/h=0.1~0.5로 하였다. 여기서 h=H-c, c=노치길이이다. 해석결과 틈 길이가 증가할수록 그리고 틈 간격이 좁아질수록 응력집중계수는 증가 한다. 응력집중계수는 단순보가 외팔보다 더 크게 나타나나, 실제 일정한 하중과 노치길이 및 틈 간격 하에서 최대 응력값은 단순보보다 외팔보에서 크게 발생함을 알 수 있었다. 균열해석을 위하여 무차원 균열길이 a(균열길이)/H=0.2~0.5로 하였다. 균열의 길이가 증가 할수록 무차원 응력확대계수는 증가한다. 일정한 하중과 일정한 균열길이하에 응력확대계수값은 단순보 보다 외팔보에서 크게 발생함을 알 수 있었다.

선형파괴역학과 선형노치역학 (Linear Fracture Mechanics and Linear Notch Mechanics)

  • 김윤해
    • 기계저널
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    • 제35권3호
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    • pp.242-251
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    • 1995
  • 균열(crack)을 갖는 부재의 강도를 평가할 때에 있어서 응력확대계수를 이용하는 데에 대한 합 리성은 현재까지 의심할 여지없는 사실로서 받아들여지고 있다. 그 근거는 소규모 항복의 조건이 만족되고 있을 때에는 균열의 치수가 틀리더라도 균열선단부근의 역학적 상태는 응력확대계수 만에 의해 지배된다는 사실에 있다. 한편, 노치(notch)를 갖는 부재의 강도를 평가할 때에 최대 응력만을 고려하는 것은 불충분하다. 예를 들면, 그것은 노치반경 .rho.가 10 mm 정도의 노치와 .rho.가 0에 상당하는 균열과는 최대응력 .sigma.$_{max}$를 같게 하더라도 역학적 상태의 가 혹함(severity)이 동일하게 되지 않는다는 사실로부터도 명백하다. 그렇다면, .rho.가 0과 10 mm의 중간값, 예를 들면 1 mm 혹은 0.1 mm일 때와 같은 역학적 상태의 가혹함이 생기기 위해서는 .sigma.$_{max}$가 얼마이면 될까\ulcorner 또는, 만약 .rho.가 틀릴 때, 동일한 현상(same phenomenon)이 생기지 않는다고 한다면 그것은 어떠한 물리적 배경에 근거한 것일까\ulcorner 이글에 서는 이러한 질문에 대한 해답과 함께 선형파괴역학과 선형노치역학이 생겨나게 된 간략한 역사적 배경과 선형노치역학의 개념에 대해 언급하기로 한다.

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부식환경에서의 파괴 및 피로

  • 이동영
    • 기계저널
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    • 제28권4호
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    • pp.313-321
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    • 1988
  • 어떤 구조물이 반복하중을 받으면 피로파괴를 일으킨다. 만일 이 구조물이 부식환경 속에 앗 으면 불활성 분위기나 공기 중에서 보다 빨리 파괴에 이르게 된다. 이러한 현상을 흔히 부식 피로라고 한다. 부식피로에 크게 영향을 미치는 변수들을 대략 기계적 변수, 금속학적 변수, 환경 변수로서, 기계적 변수에는 최대응력 확대계수, 응력확대계수범위, 응력비, 반복하중 주파수, 반복하중파형, 응력상태, 잔류응력, 균열의 크기 및 모양 등이 있으며 금속학적 변수로는 합금 조성, 합금원소와 불순물의 분포, 미세조직과 결정구조, 열처리, 소성가공, 집합조직 등이며 환 경변수에는 온도, 환경의 형태(기체, 액체), 부식성분의 분압 또는 농도, 전기화학적 전위, pH, 수용성 환경의 점성, 피복, 부식억제제 등이 있다. 이와 같이 부식환경 속에 있는 구조물의 파 손을 이해하기 위하여는 응력부식과 부식피로를 공부하여야 한다. 이 현상은 매우 복잡한 문 제이기 때문에 아직도 완전히 이해되지 않은 상태이고 따라서 중요한 연구대상이 되고 있다. 여기서는 응력부식과 부식피로의 파괴역학적인 측면을 소개하고자 한다.

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프레팅 피로에서 2단계 균열성장과 분지 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Stage II Crack Growth and Branching in Fretting Fatigue)

  • 정현수;조성산
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권11호
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    • pp.1137-1143
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    • 2015
  • 프레팅 피로균열의 2단계 성장과 분지, 즉 균열이 경사방향으로 성장하다가 방향을 전환하여 수직방향으로 성장하는 과정을 유한요소법으로 해석하였다. 해석에서 A7075-T6의 프레팅 피로실험자료를 이용하였다. 균열성장방향을 결정하는 기준으로 최대 접선응력확대계수, 최대 접선응력확대계수범위, 최대 균열성장속도의 적용 가능성을 검토하였다. 하나의 기준으로는 분지 전후의 균열성장방향을 모사할 수 없고, 분지 전후에 다른 기준을 적용하면 모사가 가능하였다. 또한 분지가 발생하는 균열 길이를 결정하는 방법도 제시하였다.

2개의 성장 균열들의 상호작용에 관한 응력확대계수 해석 (Analysis of Stress Intensity Factors for Interacting Two Growing Cracks)

  • 박성완
    • 한국생산제조학회지
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    • 제9권5호
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    • pp.47-57
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    • 2000
  • In this study, a fundamental approach to make clear the mechanism of the mutual interference and coalescence of stress fields in the vicinity of two crack tips on the process of their slow growth, using boundary element method. Automatic generation of quadratic discontinuous elements along both of the crack boundaries which can be defined by an arbitrary piece-wise straight geometry. The direction of the crack-extension increment is predicted by the maximum principal stress criterion, corrected to account for the discreteness of the crack extension. Along the computed direction, the crack is extended one increment. Automatic incremental crack-extension analysis with no remeshing, computation of the stress intensity factors by J-integral. Numerical stress intensity factors for two growing cracks in plane-homogeneous regions were determined.

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혼합모드하중을 받는 매석배관강의 피로균열전파 거동 (Fatigue crack propagation of buried pipe steel under mixed model loading)

  • 이억섭;최용길
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.473-476
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    • 2000
  • Recently, many studies focus on mixed-mode fatigue-fracture characteristics of characteristics of materials. In order to reveal crack initiation and propagation mechanisms in combined -mode fatigue. This paper investigates the initiation and propagation behavior of the fatigue crack of the STS304 specimens under mixed mode loading conditions. moreover crack arrest and branch phenomena were analyzed with respect to the change do the angle of inclined loading. The relationship between the angle of inclined loading and the angle of branched crack was studied. A greate number of cycles are necessary to initiate a new crack from the initial crack. The direction of the new crack propagation is determined by MTS theory.

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5083-0 알루미늄合金의 疲勞균열進展 擧動과 균열닫힘에 관한 硏究 (A study of Fatigue Crack Growth Behavior and Crack Closure in 5083-O Aluminum Alloy)

  • 박영조;김정규;김일현
    • 대한기계학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.208-214
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    • 1986
  • 본 연구에서는 균열 닫힘에 관한 연구의 일환으로 5083-O 알루미늄합금을 사용하고 소규모강복조건하에서 일정진폭하중피로시험을 시행하여 이 재료의 피로균열 진전속도와 균열닫힘에 관하여 검토하였다.

불연속면이 터널지반에 미치는 영향 (Geotechnical Effect of Discontinuity on Tunnel)

  • 김대규
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2006년도 춘계학술발표논문집
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    • pp.577-579
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    • 2006
  • 본 논문에서는 불연속면과 터널라이닝과의 교차부에 대한 효과적인 지반공학적 검토를 위하여 불연속면의 경사를 고려할 수 있는 3차원 수치해석을 수행하였다. 불연속면이 존재하는 경우, 콘크리트 라이닝에 발생하는 휨압축응력이 불연속면을 주변을 따라 불연속면이 없는 경우에 비해 상대적으로 크게 나타났으며 이는 불연속면의 존재로 인한 응력집중현상에 기인한다. 최대휨압축응력은 측압계수와 함께 증가하였으며, 불연속면을 고려하였을 경우 그 증가폭이 확대되었다.

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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.