• 제목/요약/키워드: 파괴인성치

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파괴역학을 이용한 기계요소 및 구조물 설계방안 (3) (Application of Fracture Mechanics to Design of Machine and Structure Element)

  • 이억섭
    • 한국정밀공학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.27-32
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    • 1987
  • 앞에서 강론한 파괴역학에 대한 일반적인 원리를 잘 이해하면 우리들은 기계요소 및 구조물을 설계할 때에 그 설계조건과 파괴조건들을 감안하여 적절한 재료를 선택할 수 있을것이다. 파괴인성치 개념을 적용한 설계방안은 근본적으로 결함들이 존재하고 있는 구조물의 파손위험을 최소화시키는 것이 주안점이다. 구조물의 구성부재들이 절대로 파손되지 않도록 경비를 많이 들여서 즉 과도설계(overdesign) 할 수도 있으나, 이것은 현대사회에서 경쟁력이 없다. 다른 하나의 극단적인 상황은 중요한 구성부재를 과소설계(underdesign)한 결과 파손사고가 발생하여 인명이 손상되어 회사들의 신용도가 추락되어 결국 회사가 문을 닫게되는 경우를 들 수 있겠다. 경영의 결정권이 있는 사람들이 파괴역학 개념을 이용한 설계 방법을 채택할려고 할 때에는 투자와 이에 상응하는 혜택(이익)을 고려하지 않을 수 없을 것이다. 우리나라 의 경제적인 발전이 눈부시게 되고 이에 따라서 우리나라의 독자적인 설계기술이 개발되고 있는 이즈음 특히 파괴역학개념을 이용한 설계방안의 활용도가 상당히 증가하리라고 예견되는 바이다.

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平面應力 破壞靭性値 擧動에 관한 硏究 (A Study on the Behavior of the Plane Stress Fracture Toughness - About the Compact Tension Specimen-)

  • 송삼홍;고성위
    • 대한기계학회논문집
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    • 제10권6호
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    • pp.937-946
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    • 1986
  • 본 논문에서는 이와 같은 점을 고려하여 두께가 얇은 평면응력 상태의 CT 시 험편을 이용하여 W와 z의 변화에 따른 파괴인성치와 J저항곡선의 거동 및 크랙성장을 고려한 J적분식도 검토하였다. 또한, 재료를 변형경화 재료로 가정하고 HRR 응력변 형율장의 특성을 이용하여 컴퓨터 프로그램을 작성하여 J적분을 구한 후 실험치와 상 호 비교 검토하였다. 이 때 사용한 입력자료는 실험치의 그것과 동일하게 하였다.

열충격 응력세기계수와 파괴실험 (Thermal Shock Stress Intensity Factor and Fracture Test)

  • 이강용;심관보
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.130-137
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    • 1990
  • 본 연구에서는 Bueckner의 가중함수법을 열충격 문제에 도입하여 열충격 응력 세기계수를 구하고, 평면변형을 파괴인성치와 비교하여 재료가 열충격을 받은 후 파괴 되는 시간을 이론적으로 계산한다. 또한 음향 방출법을 이용하여 파괴시간을 측정하 고 이론치와 비교한다.

확률론적 파괴역학 수법의 적용성 검토 (Application of Probabilistic Fracture Mechanics Methodology)

  • 이준성;곽상록;김영진
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.667-670
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    • 2001
  • For major structural components periodic inspections and integrity assessments are needed for the safety. However, many flaws are undetectable because sampling inspection is carried out during in-service inspection. Probabilistic integrity assessment is applied to take into consideration of uncertainty and variance of input parameters arise due to material properties and undetectable cracks. This paper describes a Probabilistic Fracture Mechanics(PEM) analysis based on the Monte Carlo(MC) algorithms. Taking a number of sampling data of probabilistic variables such as fracture toughness value, crack depth and aspect ratio of an initial surface crack, a MC simulation of failure judgement of samples is performed. For the verification of this analysis, a comparison study of th PFM analysis using a commercial code, mathematical method is carried out and a good agreement was observed between those results.

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탄소섬유 복합재료의 모드1 및 모드 2 층간파괴인성치에 관한 연구 (A Study on Mode 1 and Mode 2 Interlaminar Fracture Toughness of Carbon Fiber Reinforced Plastics)

  • 김재동;고성위
    • 수산해양기술연구
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    • 제31권3호
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    • pp.272-278
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    • 1995
  • 강도가 각각 다른 세 종류의 프리프레그를 사용하여 일방향 CFRP를 적층하였으며, 모드 I과 모드 II 실험을 통하여 층간 파괴인성치를 고찰하였고, 또한 적층 섬유방향을 변화시킨 사교적층판의 그것도 함께 고찰하였으며, 이를 요약하면 다음과 같다. 1) 임계에너지 방출률 G 하(IC)의 값을 컴플라이언스 법, 수정 컴플라이언스 법, 그리고 보이론에 의해 계산하여 비교 검토한 결과 본 연구에서 사용한 수정식에 의한 값들이 거의 일치하였다. 2) G 하(IC) 값은 대체로 프리프레그의 C, B, A재의 순으로 높게 나타났으며, G 하(II C)의 값을 세가지 식에 의해 계산하여 비교 검토한 결과 거의 일치하였다. 3) 사교적층판의 경우 G 하(IC) 값은 [0/90] 하(6s), [0/45] 하(6s), [0/45/90] 하(6s)의 순으로 높게 나타났으며, G 하(II C)는 [0/90] 하(6s), [0/45/90] 하(6s), [0/45] 하(6s)의 순으로 높게 나타났다. 4) 사교적층판과 일방향의 임계에너지 방출률을 비교하였을 때, 모드 I의 경우 일방향의 결과가 다소 높았으며, 모드 II의 경우는 [0/45] 하(6s)의 결과는 거의 일치함을 알 수 있었다.

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조선용 극후물재 EH36-TMCP강의 파괴인성 해석 (Analysis on Fracture Toughness of Ultra Heavy Thick EH36-TMCP Plate Welded Joint)

  • 방희선;방한서;주성민
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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    • pp.93-93
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    • 2009
  • 본 연구에서는 EGW, FCAW 공정 적용에 따른 고강도 극후판 EH36-TMCP강 용접부의 역학적 거동 및 파괴인성 $K_{IC}$ 을 규명하기 위해, 먼저 열분포, 열탄소성 수치해석을 통하여 용접부의 역학적 거동(용접잔류응력, 소성변형율 등의 크기, 분포, 발생기구)을 고찰하였다. 그리고 이때 얻어진 잔류응력을 초기응력으로 하여, 잔류응력과 외력의 복합하중에 대한 파괴인성 $K_{Ic}$ 특성을 해석하였다. 용접공정별 균열이 존재하는 용접부의 파괴기준을 살펴보면, EGW용접부의 경우가 FCAW용접부의 경우에 비해 균열의 성장이 다소 용이하여 $K_{IC}$ 값이 다소 낮게 나타났다. EGW용접부의 파괴인성 $K_{IC}$ 경우 중첩된 경우(복합하중)가 순수 외력만 작용하는 경우보다 파괴 인성치가 다소 감소하는 경향을 보이고, a/W가 작을 경우 중첩의 경우가 순수 외력만의 경우보다 파괴인성치 차이가 크나, a/W가 증가함에 따라 그 차이가 점차 없어지는 것으로 나타났다. 반면, FCAW용접부의 경우 균열길이가 작은 범위에서는 중첩된 경우가 순수 외력만 작용 할 경우보다 파괴 인성치가 다소 증가함을 보이지만, a/W가 증가함에 따라 순수 외력만의 작용의 경우와 중첩의 경우의 파괴인성 차이가 없는 것으로 나타났다.

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균열정지 인성치결정을 위한 원형시편의 제안 (A Proposal of Round Specimen for the Determination of Crack Arrest Toughness)

  • 이억섭;김상철;송정일;이규철
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1472-1478
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    • 1991
  • 본 연구에서는 Rectangular Computer Tension(CT) 시편을 수정하여 만든 표준 시편인 MRL-CLWL시편(material research laboratorycrack line wedge loaded specimen )으로 균열정지 인성치를 결정하였다. 그리고 CT시편과 같은 효과를 갖는 Newman등 이 제안한 round compact tension(RCT)시편을 수정한 Round-CLWL 시편으로 균열정지인 성치를 결정하여 상호 비교평가하였다. Round-CLWL 시편은 시편제작시 round-bar를 절단하여 시편으로 가공할 수 있으므로 가공성이 좋으며 따라서 가공비가 적게 든다. 특히 균열 위치 및 방향을 임의로 선택하여 가공하기가 용이하므로 방향성이 있는 소 재의 균열정지 인성치를 결정하는 데 매우 편리한 시편이라 생각된다. 본 논문에서 는 Round-CLWL 시편으로 $K_{1a}$ 값을 계산하는데 필요한 형상계수를 결정하였으며, Polymethylmethacrylate(PMMA)를 사용하여 Round-CLWL 시편 채택의 타당성 확인을 위 한 MRL-CLWL과 Round-CLWL 시편 채택의 타당성 확인을 위한 MRL-CLWL과 Round-CLWL시 편의 $K_{1a}$결정 실험을 하였다.하였다.

Charpy 충격시편을 이용한 압력용기 재료의 파괴인성 측정 (Evaluation of Fracture Toughness of Pressure Vessel Steel Using Charpy Impact Test Specimens)

  • Han, Dae-June;Park, Sun-Pil
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제19권1호
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    • pp.1-9
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    • 1987
  • 원자로 압력용기 재료인 SA 533 Grade B Class 1강의 파괴인성에 대하여 -4$0^{\circ}C$~288$^{\circ}C$의 온도 구간에서 Charpy 충격시편을 이용하여 연구하였다. 동적 파괴인성은 계장화 충격시험으로, 정적 파괴인성은 unloading compliance 방법에 따라 3-point bend test로 수행되었으며, 결과는 큰 시편에 의한 자료와 비교하였다. 온도에 대한 재료의 적절한 파괴인성치(하한값)는 천이온도 이상에서는 정직 파괴인성을, 그 이하의 온도에서는 동적 파괴인성을 택함으로써 유추할 수 있음을 알게 되었으며 side-groove가 14%이상일 때 시험은 ASTM E 813의 조건을 만족함을 보였다.

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초음파 파라미터와 파괴인성치의 상관관계에 관한 연구 (A Study on the Correlations Between Ultrasonic Parameters and Fracture Toughness)

  • 김정표;박재실;배봉국;석창성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제29권2호
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    • pp.232-238
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    • 2005
  • In this study the four classes of the thermally aged 1Cr-1Mo-0.25V specimens were prepared using an artificially accelerated aging method. Ultrasonic tests were performed to get the correlation with fracture toughness. The modified theoretical Vary's equation, considering nonlinear response due to material degradation, was proposed for the correlations between ultrasonic parameters and fracture toughness. Experimental results indicate that ultrasonic attenuation coefficient, velocity and nonlinear parameters produce the correlations with fracture toughness and yield strength.

결함발생 시점을 고려한 CANDU 압력관 결함의 확률론적 건전성평가 (Probabilistic Integrity Assessment of CANDU Pressure Tube for the Consideration of Flaw Generation Time)

  • 곽상록;이준성;김영진;박윤원
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.155-160
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    • 2001
  • This paper describes a probabilistic fracture mechanics (PFM) analysis based on Monte Carlo (MC) simulation. In the analysis of CANDU pressure tube, it is necessary to perform the PFM analyses based on statistical consideration of flaw generation time. A depth and an aspect ratio of initial semi-elliptical surface crack, a fracture toughness value, delayed hydride cracking (DHC) velocity, and flaw generation time are assumed to be probabilistic variables. In all the analyses, degradation of fracture toughness due to neutron irradiation is considered. Also, the failure criteria considered are plastic collapse, unstable fracture and crack penetration. For the crack growth by DHC, the failure probability was evaluated in due consideration of flaw generation time.

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