• 제목/요약/키워드: 파단수명

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스테인리스 강의 단시간 크리프 파단시간의 변동성과 수명예측 (Variability of Short Term Creep Rupture Time and Life Prediction in Stainless Steels)

  • 정원택;공유식;김선진
    • 한국해양공학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.97-102
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    • 2010
  • This paper deals with the variability of short term creep rupture time based on previous creep rupture tests and the statistical methodology of the creep life prediction. The results of creep tests performed using constant uniaxial stresses at 600, 650, and $700^{\circ}C$ elevated temperatures were used for a statistical analysis of the inter-specimen variability of the short term creep rupture time. Even under carefully controlled identical testing conditions, the observed short-term creep rupture time showed obvious inter-specimen variability. The statistical aspect of the short term creep rupture time was analyzed using a Weibull statistical analysis. The effect of creep stress on the variability of the creep rupture time was decreased with an increase in the stress level. The effect of the temperature on the variability also decreased with increasing temperature. A long term creep life prediction method that considers this statistical variability is presented. The presented method is in good agreement with the Lason-Miller Parameter (LMP) life prediction method.

용접부의 고온 재료물성에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on High Temperature Material Properties of Welded Joint)

  • 백운봉;윤기봉;서창민;이해무
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권12호
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    • pp.3096-3103
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    • 2000
  • High temperature material properties of a welded joint were experimentally studied. Tensile and creep properties were measured for each part of weld metal. HAZ(heat affected zone) and parent metal at 538$^{\circ}C$. HAZ metal was obtained by a simulated heat treatment. Results showed that the order of tensile strength is weld>HAZ> parent both at 24$^{\circ}C$ and at 538$^{\circ}C$. Creep resistance was also the highest for weld metal and lowest for parent metal. Creep rupture life curves were obtained and converted to Monkman-Grant relation which is useful for life assessment. Use of the data obtained in this study is discussed.

2Cr 및 12Cr 크롬강튜브의 고온 장시간 사용에 따른 열화현상 (Material Degradation of 2Cr and 12Cr Tube Steels for High Temperature and Long-Time Exposure)

  • 최병학;이길재;김상호;홍기용;김우식;백운봉;남승훈
    • 한국가스학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.28-34
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    • 2012
  • 보일러 튜브용 크롬강의 열화기구에 대해 고찰하였다. 크롬강의 열화는 경도 및 응력-파단 수명의 변화를 동반하는데, 이는 주로 탄화물 분해 거동에 의존한다. 그런데 2Cr강인 T22의 열화는 이러한 탄화물 거동에 따르지만 12Cr강인 X20의 열화는 마르텐사이트 래쓰 성장거동에 따르기도 한다. T22와 X20의 열화에 의한 경도값과 응력-파단수명 변화현상을 미세조직적인 측면에서 고찰하였다.

초음파 시험에 의한 배관용 Cr-Mo강의 피로손상의 비파괴평가 (Fatigue Damage Evaluation of Cr-Mo Steel with In-Situ Ultrasonic Surface Wave Assessment)

  • 김상태;이희동;양현태;최영근
    • 비파괴검사학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.32-38
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    • 2001
  • 재료의 손상을 평가하기 위하여 초음파법에 대한 많은 연구가 진행되었고 널리 사용되고 있으나 대부분 균열의 성장 또는 두께의 감소와 같은 문제에 집중되고 있다. 본 연구에서는 2.25Cr-1Mo 강을 이용하여 반복하중에 의해 재료내부에 발생하는 미시균열을 조기에 감지하고, 피로에 의한 파괴를 미연에 방지할 수 있도록 초음파 표면파의 감쇠와 속도변화를 이용하여 균열길이 측정의 정량적인 평가방법을 제시하였다. 중심주파수 5MHz의 탐촉자를 이용하여 파단수명비 약 60%, 균열길이 약 2mm 정도에서 표면파의 속도 및 감쇠 변화를 탐지할 수 있었다. 고주파 탐촉자를 이용함으로써 미시균열의 발생을 조기에 탐지할 수 있으며, 파단수명을 예측하는 기초자료로 활용할 수 있다.

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미소원공을 갖는 선박 추진축재의 피로크랙 전파 거동에 관한 연구 (A Study on the Behavior of Fatigue Crack Propagation in Marine Propeller Shaft Materials with Small Circular Defect)

  • 정재강;김건호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제19권2호
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    • pp.36-46
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    • 1995
  • In this paper, fatigue crack propagation behaviors were investigated experimentally for the materials, carbon steel forgings (SF45A, SF50A, SF60A) which are used in the marine propeller shaft. The results obtained are as follows: The number of cycles required to grow crack length 1.30mm from microcrack initiation was about 60% of the total fatigue life. Fatigue crack propagation rate was expressed by the equation d(2a)/dN_B 2a/$N_f$ and the result was agreed well with the experimented data. And the equation d(2a)/dN=$C{\sigma}_a^m(2a)^n$ was evaluated also. Obtained material property m and n are 3~5 and 1-1.5 respectably, and the result was reasonably agreed to the data obtained from experiments.

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EFG법을 사용한 다수균열 함유 강부재의 피로균열 성장거동 해석 (Fatigue Crack Growth Analysis by EFG Method in Steel Components with Multiple Cracks)

  • 이상호;윤영철
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.691-700
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    • 1999
  • 본 연구에서는 요소를 사용하지 않는 새로운 해석방법인 EFG(Element-Free Galerkin)법을 사용하여 복수의 초기균열을 지닌 강재가 반복피로하중을 받는 경우 균열들이 점진적으로 성장하여 부재가 파단에 이르는 과정을 해석적으로 규명하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 일반적인 피로균열성장법칙을 EFG법을 이용한 균열해석 알고리즘에 적용하여 복수의 균열들이 각각의 응력상태에 따라 차별적으로 성장해 나가는 과정을 해석할 수 있는 알고리즘을 도입하고 이를 바탕으로 다양한 하중상태하에서 복수의 균열들의 성장경로를 추정함과 동시에 이에 따른 잔존수명을 산정할 수 있는 기법을 제시하였다. 본 연구에서 제안된 해석방법을 피로균열 발생빈도가 큰 몇가지의 강부재 형태에 적용해 본 결과 다수균열 함유 부재의 피로균열 성장거동과 균열들의 피로수명을 성공적으로 예측할 수 있었다.

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가압 열충격해석에 의한 직접용기주입 설계의 평가 (Evaluation of Direct Vessel Injection Design With Pressurized Thermal Shock Analysis)

  • Cha, Jong-Hee;Jun, Hyung-Gil
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제24권1호
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    • pp.86-97
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    • 1992
  • 이 논문의 목적은 C-E System 80+ 원자로에서의 직접용기주입 설계를 가압 열 충격의 견지에서 평가하는 것이다. 영의 출력에서의 주증기관 파단과 0.05 ft$^2$면적의 소형파단 냉각재상실사고가 가능성있는 가압열충격 사고로 선정되었다. 원자로 다운카머 영역에서의 유체 성층효과를 예측하기 위하여 주증기관 파단사고에 대하여는 COMMIX-IB 전산코드를, 그리고 0.05 ft$^2$소형파단 냉각재상실사고에 대하여는 REMIX 전산코드를 사용하여 유체혼합해석이 수행되었다. 압력과 온도의 과도변화를 받는 원자로용기 벽내의 응력분포는 두 사고에 대하여 OCA-P전산코드를 사용하여 계산되었다. 해석결과, 붕괴열의 고려가 없는 소형파단 냉각재 상실사고의 경우 용기내 균열발생의 가능성이 있으나 붕괴열을 고려하면 용기의 수명기간중 균열발생의 가능성은 없다.

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고속 전차선로 드로퍼에 대한 기계적 하중에 관한 연구 (Mechanical Loads of Dropper for High Speed Electric Railway)

  • 이기천;이태훈;이종우
    • 한국철도학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.222-227
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    • 2011
  • 드로퍼는 전차선로에서 여러형태의 클램프로 취부되어 전차선이 수평으로 유지하도록 지지하고, 판토그라프가 통과할 때 굽힘에 대한 기계적 응력에 영향을 받는다. 고속선용 드로퍼의 파단 원인을 조사하기 위해, 이론적 분석 및 시험을 실행하였다. 본 논문에서 사전이도에 의한 드로퍼의 정적 하중을 계산하였고, 시험에서 측정된 값과 유사하였다. 드로퍼 와이어의 파단원인을 분석하기 위해 현장에서 파단된 시료는 SEM 분석을 하였고, 새 시료도 일부 병행하며 시행하였다. 마지막으로, 고속열차가 300km/h로 통과할 때 드로퍼에 대한 동적 하중의 변화를 측정하였다. 기계적 하중이 반복적으로 발생될 때, 드로퍼 와이어는 피로에 의해 파단될 것이다. 이 결과는 고속전차선로 유지보수의 특별 관리와 드로퍼의 수명평가를 하는데 활용될 수 있을 것이다.

자동차 암에 있어서의 피로 변형의 시뮬레이션 해석에 관한 연구 (A Study on Simulation Analysis of Fatigue Deformation at Automotive Arm)

  • 조재웅;한문식
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.427-431
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    • 2007
  • 본 연구를 통하여 피로를 받는 자동차 섀시 부분인 암에 대한 안전성과 내구성을 예측할 수 있다. 하중의 변화는 하중의 진폭을 평균 하중으로 나눈 값으로서 하중의 변화가 0.5부터 0.75에서는 급격하게 피로 수명이 감소되나 0.75이상부터 1.5까지는 그 수명이 완만하게 변화된다. 이러한 결과들에 의하여 하중의 변화에 대한 피로 수명의 영향을 예측할 수 있다. 또한 집중 하중을 받는 로드 엔드의 연결 부분에서 최대의 손상값인 2.2를 보이고 있어 이 연결 부분에서 파단의 가능성이 가장 큼을 보이고 있다. 또한 이 부분에서는 $-6.93{\times}10^{-3}$의 압축 변형율로서 최대의 압축 응력이 349 Mpa이 되어 압축으로 인하여 파단 될 가능성이 큼을 알 수 있다.

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티타늄합금(Ti-6Al-4V)의 0.3Tm에서 크리프 특성 (Creep Characteristics of Titanium Alloy(Ti-6Al-4V) at 0.3Tm)

  • 윤종호;황경충;우현구
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.117-122
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    • 2005
  • Titanium alloy has widely been used as material for glasses frame parts because it has high specific strength. It is also light and harmless to human body. However, we have little design data about the mechanical properties such as the creep behaviors of the alloy. Therefore, in this study, creep tests under four constant stress conditions have been conducted with four different temperature conditions. A series of creep tests had been performed to get the basic design data and life prediction of titanium products and we have gotten the following results. First, the stress exponents decrease as the test temperatures increased. Secondly, the creep activation energy gradually decrease as the stresses became bigger. Thirdly, the constant of Larson-Miller parameter on this alloy was estimated as about 2.5. Finally, the fractographs at the creep rupture showed the ductile fracture due to the intergranullar rupture and some dimples.