• 제목/요약/키워드: 피로강동

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가공경화지수가 피로균열 지연거동에 끼치는 영향 (Effects of Strain Hardening Exponents on the Retardation of Fatigue Crack Propagation)

  • 김상철;강동명
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.1193-1199
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    • 1990
  • 본 연구에서는 가공경화지수 (n)가 서로 다른 몇가지 재료를 선택하고 과대하 중의 비 (%PL)를 달리하는 단일 과대하중 피로 시험을 행하여 재료의 가공경화지수가 피로 균열 진파의 지연거동에 미치는 영향과 아울러 균열닫힘현상과의 관계를 구명하였다.

피로와 파괴력학(I)

  • 최용식
    • 기계저널
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    • 제16권4호
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    • pp.41-48
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    • 1976
  • 재료의 피로문제에 대해서는 꽤 오래 전부터 많은 연구가 이루어져왔고, 피로의 현상파악에서부 터 피로이론의 구명, 나아가서는 실제문제로서의 피로설계, 피로수명예측 등에 기여한 업적은 아 주 크다 하겠다. 그러나 종래의 피로문제연구의 방향이, S-N 곡선에서 얻어지는 피로한계강도 (더 정확한 표현으론 피로파괴한계강동)에 바탕을 두고, 정력확적인 설계관례인 안전계수의 도입 을 빌려, 피로강도를 실용화할려는 선에서 이루어져 왔다고 보겠다. 재료의 피로한계강도란, 그 정의로 미루어, 다분히 정적으로는 극한강도 또는 피로강도의 개념에 견주어 질 수 있는 공칭응 력으로써 탄성학적으로 해석될 수도 없고, 다만 탄역성이론의 개념을 바탕으로 근사해석례만이 허용되고 있을 뿐이다. 재료에는 소위 평활재이건 절결재이건 간에 또 검출여부에 관계없이, 내외 부에 대소각종의 결함이나 역학적 불연속부가 잠재해있음은 이미 공지의 사실이며, 이들 결합, 불 연속부등이 외하중하에서 응분의 응력집중원이 되어 재료를 전반적인 파괴로 몰고 갈 수 있다 함 도, 또한 이러한 역학적거동이 피로파괴에 까지 확장해석될 수 있을 것이란 것도 이미 잘 알려져 있는 터이라 하겠다. 재료내외부의 제결합을 응력집중이 극대인 crack로 대체해서 외하중하에서 의 응력장거동을 해석한 선형탄성파괴역학(LEFM)은, 바로 이러한 실제재료의 강도설계에 보다 큰 정확성을 부여한 방법론적 학문이라 하겠고, 나아가서는 재료의 파괴기구를 파헤치는데 진일 보적인 역학적인 수법이라 하겠다. 취성파괴, 연성파괴에 바탕을 둔 파괴역학(LEFM)을 피로파괴 에 적용시키는 데는 상당한 문제점들을 수반할 것임은 충분히 인지되나, 제한된 경계조건하에서 의 적용 예는 종래의 어떤 방법에 의한 것 보다도 피로강도설계, 안전사용 피로수명예측 등에 획기적인 진전을 보여주고 있다. 파괴역학은 crack 재의 강도학이고, 더 구체적으로 음력학대계수 (stress intensity factor) K 또는 이와 연연되는 parameter 인 strain energy release rate(G), crack-tip plactic zone size r$_{p}$,.rho., crack-tip opening displacement .phi., strain intensity 등을 쓰는 재료강도학이기 때문에, 이 수법을 피로파괴에 적용시킴은, 종래의 공칭응력으로 피로 문제를 다루던 방법과는 판이하다 하겠다. 본고에선 파괴역학의 관점에서 피로구열의 안정성장을 논하고, 과거 10여년간의 피로 crack문제에 대한 연구방법, 실험방법 등을 소개하는 방향으로 고 를 진행시켜 나가겠다.

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드럼 세탁기 Spider의 피로수명 신뢰성 평가에 대한 연구 (A Study on Reliability Estimation for Fatigue Life of the Spider from a Drum Washing Machine)

  • 이성민;조상봉;조성진;김영수;강동우;정연수;정보선
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.46-49
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    • 2004
  • The spider of a drum washing machine receives the repeated fatigue loadings during laundering. Although the spider is designed statically safely, it often happens fatigue failure. Therefore it requires the safe design for fatigue and needs the prediction of quantitative fatigue life. The S-N diagram for a spider material is developed by fatigue test and statistical analysis. The stresses are measured directly from strain gages on the spider. To predict the fatigue life of spider, the rainflow counting method and Miner's rule are used. The data for fatigue life are analyzed statistically. From these data, reliability estimation for fatigue life can be done and also, equivalent fatigue life can be obtained. It will be applied to make and improve to a short period for design and prototype test.

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하이 스큐드 프로펠러의 피로강도에 관한 연구 (A Study on the Fatigue Strength of Highly Skewed Propeller)

  • 강낙훈;김종호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제28권7호
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    • pp.1131-1137
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    • 2004
  • Recently there has been a remarkable increase in the number of high speed and large ships and the high power involved for propulsion of above ships has brought high pitch ratio and highly skewed propeller. The recent tendency toward highly skewed propeller has increased the load on propeller blades, and the fatigue strength of propeller blades has become the critical point in design of propellers for ships. In this paper the effect of stress ratio and skew angle on the fatigue strength of highly skewed propeller, the statistical inference on the total revolutions of highly skewed propeller for 20 years under normal sea going state. and so on have been discussed. On the basis of above discussions, the highly skewed propeller blade thicknesses by the rules of classification society and the standards of manufacturer in country were compared and reviewed.

단일과대하중하의 부식피로균열진전거동에 관한 연구 (A Study on Corrosion Fatigye Crack Propagation Behaviors due to a Single Overload)

  • 강동명;이하성;우창기
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.481-485
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    • 1997
  • 6063-T5 alloys are tested in laboratory air, water and 3% NaCl solution to investigate the effects of corrosive environment on the retardation behavior through single overload fatigue test. Also, the fatigue crack propagation and the crack closure behavior are studied. The results obtained in this experimental study are summarized as follows: 1) Behaviors of fatigue crack growth retardation are observed in water and 3% NaCl solution as they do in air. The number of delay cycles and the size of affected region by single overload decrease greatly in water and 3% NaCl compared with those in air. 2) In fractographic results, the overload marking by single overload appear remarkably in air, but indistinctly in water and 3% NaCl solution. 3) The effect of crack closure on crack propagation is most remarkable in the beginning of crack propagation. With crack propagation, the crack closure level and its effect decrease greatly.

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이온질화 처리한 SM45C의 피로파괴거동에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Fatigue Fracture Behavior of Ion-Nitrided SM45C)

  • 김상철;우창기;강동명
    • 대한조선학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.47-54
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    • 1990
  • 본 연구에서는 이온질화처리한 SM45C강의 피로파괴거동, 피로크랙진전거동 및 부식피로파괴거동에 관한 $N_2:H_2$가스조정비와 이온질화처리시간에 대한 효과를 조사하였다. 실험에 사용된 모든 종류의 시험편의 피로한도와 부식피로강도는 $N_2$가스와 처리시간에 비례하여 증가하였다. 무처리 시험편에 비해 이온질화처리시험편은 피로한도 및 부식피로강도가 $10^7$싸이클의 공기중에서 $24{\sim}29%$, $10^6$싸이클의 3% NaCl 수용액 중에서는 $32{\sim}48%$ 증가하였다. 반복압축-인장하중을 받는 SM45C강은 이온질화처리시험편이 무처리시험편에 비해 피로한도 및 부식피로강도가 $10^6$싸이클의 공기중에서 $24{\sim}29%$증가하였고, 3% NaCl 수용액중과 수도물중에서 $32{\sim}48%$의 증가를 보였다. 이온질화처리한 SM45C강은 무처리시험편에 비해 낮은범위의 ${\Delta}K$ 영역에서는 균열진전속도가 느리고, 높은 ${\Delta}K$ 영역에서는 빨라졌다.

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수정 Forman 모델을 이용한 고성능 강재의 피로균열전파와 피로수명평가 (Fatigue Crack Propagation and Fatigue Life Evaluation of High-Performance Steel using Modified Forman Model)

  • 최성원;강동환;이종관;김태원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권11호
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    • pp.1361-1368
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    • 2011
  • 응력확대계수비와 하중 주파수가 각각 'R=0.1, f=0.1 Hz', 'R=0.3, f=0.3 Hz' 및 'R=0.5, f=0.5 Hz'인 세가지 하중 조건에서 피로균열전파 실험을 하였으며 이를 바탕으로 고성능 강재의 피로균열전파거동 분석과 피로수명평가를 수행하였다. 하중 조건에 따른 피로균열전파거동을 모사하기 위해 수정된 Forman 모델을 제안하였으며 제안된 모델은 하한 응력확대계수폭과 균열 닫힘 현상에 의한 유효 응력확대계수폭을 고려함으로써 거동의 전 영역을 모사할 수 있었다. 응력확대계수비와 하중 주파수가 0.1 인 경우, 균열이 약 5.0 mm 전파될 때 피로수명을 평가한 결과, Forman 모델은 8,814 cycles, 수정된 모델은 12,292 cycles 의 계산결과를 얻었으며, 이를 12,774 cycles 의 실제 실험결과와 비교할 때 수정된 Forman 모델이 실제 피로균열전파거동을 보다 효과적으로 모사하고 있음을 확인할 수 있었다.

CAE를 활용한 드럼세탁기 Spider의 피로수명 평가기법 개발에 관한 연구 (A Study on Development of Fatigue Life Estimation Method for the Spider of a Drum Washing Machine with CAE)

  • 김지설;곽동현;조상봉;김영수;정성해;강동우;정연수;정보선
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1311-1314
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    • 2005
  • Recently drum washing machines are required to improve not only functions, but also endurance security. The spider is one of the major parts in a drum washing machine as a power transmission device. It is needed estimating for fatigue life because it rotates at high velocity when the drum washing machine works. In this study, we tried to estimate fatigue life of the Spider with CAE and verified the accuracy by comparing the CAE results with the experimental results. The estimation method of fatigue life for the spider with CAE will be applied to raise the efficiency of time and money in the design process of a new drum washing machine.

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6063-T5 알미늄 합금의 단일과대하중에 의한 부식피로균열진전거동에 관한 연구 (A Study on Corrosion Fatigue Crack Propagation Behaviors due to a Single Overload in 6063-T5 Aluminum Alloy)

  • 강동명;우창기;이하성
    • 한국안전학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.38-44
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    • 1997
  • 6063-T5 alloys are tested in laboratory air, water and 3% NaCl solution to investigate the effects of corrosive environment on the retardation behavior through single overload fatigue test. Also, the fatigue crack propagation and the crack closure behavior are studied. The results obtained in this experimental study are summarized as follows. 1) Behaviors of fatigue crack growth retardation are observed in water and 3% NaCl solution as they do in air. The number of delay cycles and the size of affected region by single overload decrease greatly in water and 3% NaCl compared with those in air. 2) In fractographic results, the overload marking by single overload appear remarkably in air, but indistinctly in water and 3% NaCl solution. 3) The effect of crack closure on crack propagation is most remarkable in the beginning of crack propagation. With crack propagation, the crack closure level and its effect decrease greatly.

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