• 대한기계학회논문집A
• /
• 제39권11호
• /
• pp.1137-1143
• /
• 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.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권9호
• /
• pp.983-989
• /
• 2011

본 연구에서는 경제요소법을 이용한 프레팅 마멸 예측을 위한 수치적 알고리즘을 개발하였다. 반무한체 해석을 통해 사각조각면위의 균일분포하중과 탄성변형량의 관계로부터 접촉 계면의 응력을 계산하였고 Archard wear 모델을 이용해 각 격자의 마멸 깊이를 계산하여 접촉면의 형상을 예측할 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 본 연구의 정확성을 검증하기 위해 McColl 등의 연구와 비교하였고 개발된 알고리즘을 구접촉 모델에 확장하여 그 유용성을 확인하였다. 아울러 프레팅 해석의 효율적인 계산을 위해 한 step당 사이클 증가량인 step cycle이 해의 정확성에 미치는 영향을 검토하여 step cycle 설정의 중요성을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제32권1호
• /
• pp.54-62
• /
• 2008

In this paper the fretting wear of press-fitted specimens subjected to a cyclic bending load was simulated using finite element analysis and numerical method. The amount of microslip and contact variable at press-fitted and bending load condition in a press-fitted shaft was analysed by applying finite element method. With the finite element analysis result, a numerical approach was applied to predict fretting wear based on modified Archard's equation and updating the change of contact pressure caused by local wear with influence function method. The predicted wear profiles of press-fitted specimens at the contact edge were compared with the experimental results obtained by rotating bending fatigue tests. It is shown that the depth of fretting wear by repeated slip between shaft and boss reaches the maximum value at the contact edge. The initial surface profile is continuously changed by the wear at the contact edge, and then the corresponding contact variables are redistributed. The work establishes a basis for numerical simulation of fretting wear on press fits.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제25권4호
• /
• pp.256-260
• /
• 2009

Fretting is a kind of wear which effects on reliability and durability. When machine parts are joined joint in parts such as a bolt or a rivet or a pin, fretting phenomenon is occurred by micro relative movement. When fretting occurs in joint parts, there is wear which is the cause of fatigue crack. Recently, although the ways of assessment of fatigue and damage tolerance are established, there is no way to evaluate fatigue crack initiation life by fretting phenomenon. Consequently, the prediction of life and prevention plan caused by fretting are needed to improve reliability. The objective of this paper is to predict fretting wear by using a experimental method and contact analysis considering wear process. For prediction of fretting wear volume, systematic and controlled experiments with a disc-plate contact under gross slip fretting conditions were carried out. A modified Archard equation is used to calculate wear depths from the contact pressure and stroke using wear coefficients obtained from the disc-plate fretting tests.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제31권2호
• /
• pp.197-204
• /
• 2007

Fretting is a contact damage process that occurs between two contact surfaces. Fretting fatigue reduces fatigue strength of the material due to low amplitude oscillatory sliding and changes in the contact surfaces of strongly connected machine and structure such as bolt, key, pin, fixed rivet and connected shaft, which have relative slip of repeatedly extreme low frequency amplitude. In this research, the fretting fatigue behavior of 2024-T3511 and 7050-T7451 aluminum alloys used mainly in aircraft and automobile industry were experimentally estimated. Based on this experimental wort the following results were obtained: (1) A significant decrease of fatigue lift was observed in the fretting fatigue compared to the plain fatigue. The fatigue limit of 2024-T3511 aluminum alloy decreased about 59% while 7050-T7451 aluminum alloy decreased about 75%. (2) In 7050-T7451 specimen using ATSI4030 contact pad, crack was initiated more early stage than using 2024-T3511 contact pad. (3) In all specimens, oblique cracks were initiated at contact edge. (4) Tire tracks and rubbed scars were observed in the oblique crack region of fracture surface.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제31권6호
• /
• pp.701-709
• /
• 2007

To clarify the characteristics of surface damage due to fretting in press-fitted shaft, experimental methods were applied to small scale specimen with different bending load condition. Fatigue tests and interrupted fatigue tests of press-fitted specimen were carried out by rotate bending fatigue test. Macroscopic and microscopic characteristics were examined using scanning electron microscope (SEM), optical microscope or profilometer. It is found that small fatigue cracks are nucleated early in life regardless of bending stress, and thus the most portion of fatigue life on press fits can be considered to be crack propagation process. Most of surface cracks are initiated near the contact edge, and multiple cracks are nucleated and interconnected. Furthermore, the fretting wear rates at the contact edge are increased rapidly at the initial stage of total fatigue life. It is thus suggested that the fatigue crack nucleation and propagation process is strongly related to the evolution of surface profile by fretting wear in press fits.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권6호
• /
• pp.637-644
• /
• 2012

증기 발생기 내부의 U-tube와 지지 구조간의 충격에 의하여 발생하는 프레팅 마모는 원자력 발전소 안전성에 영향을 미치게 된다. 증기발생기의 신뢰성을 향상시키기 위하여 이러한 프레팅 마모 현상을 평가하는 것이 필요하며, 본 연구는 프레팅 마모현상을 정성적, 정량적으로 규명하기 위하여 증기발생기의 실제 상황과 같은 조건의 온도와 압력하에서 실험을 수행하였다. 다양한 실험조건에 대하여 기본적인 실험을 수행하였으며 일률과 마모량의 관계를 온도에 따라 구하였다. $90^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $340^{\circ}C$ 각각의 온도에서의 마모상수는 $9.051{\times}10^{-16}\;Pa^{-1}$, $3.009{\times}10^{-15}\;Pa^{-1}$, $2.235{\times}10^{-15}\;Pa^{-1}$로 구해졌으며 특히 저온 수중상태의 마모상수는 물의 점도의 영향으로 상온 공기중의 값보다 작은 것으로 나타났다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.101-108
• /
• 2009

압전 구동기를 사용하여 상온 대기 중에서 프레팅 마멸 시험을 수행하기 위한 장치를 개발하였다. 구동기의 특성상 사용이 간편하며, 중력에 의한 가하중 방식을 채택하여 구조를 매우 단순화하였다. 개발된 시험기는 구동 시스템 자체의 마멸로 인한 미끄럼 운동 범위의 오차를 우려할 필요가 없다는 상대적 장점을 가진다. 본 연구에서 사용한 시험편의 경우 약 $600{\mu}m$ 이상 직경의 마멸흔이 생성되는 조건에서의 미끄럼 운동 범위의 평균 값 및 진폭의 변동은 각각 $3.3{\mu}m$ 과 $2.3{\mu}m$ 이내인 것으로 측정되었으며, 마멸흔의 크기에 비추어 볼 때 이는 만족할 만한 운동 정밀도라 판단된다. 제작된 시험기를 사용하여 인코넬 690 튜브의 프레팅 마멸 시험을 수행하였다. 수직 하중 10N 및 15N 에서 $10^6$ 사이클 동안 미끄럼 진폭을 최대 $82.7{\mu}m$까지 변화시킨 시험 결과를 정량화 하였으며, 이로부터 마멸 상수를 구하였다 또한 마멸 자국의 크기와 마멸 부피로부터 마멸 진행 거동이 상이한 세 영역을 구별할 수 있었다. 전자현미경 관찰을 통해 마멸흔을 살펴보았으며, 돌출부, 판상 층, 거친 모재 표면 등과 여기에 생성된 균열 등이 관찰되었다. 이를 통해 인코넬 690 튜브의 프레팅 마멸은 연삭 마멸과 더불어 입자의 분리 및 압착, 소성 변형과 판상 층의 형성, 균열의 생성 및 박리 등의 복합적 과정으로 진행됨을 알 수 있었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
• /
• 한국원자력학회 1999년도 춘계학술발표회요약집
• /
• pp.273-273
• /
• 1999

• 한국원자력학회:학술대회논문집
• /
• 한국원자력학회 2002년도 춘계공동학술발표회요약집
• /
• pp.203-203
• /
• 2002