• 제목/요약/키워드: 피로균열성장수명

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레일강의 샬피거동 및 피로균열 성장거동에 관한 파괴역학적 고찰 (Fracture Mechanical Study on the Charpy V-notch and Fatigue Crack Propagation 8ehavior of Rail Steels)

  • 김성훈
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.1319-1327
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    • 1994
  • 레일강에 있어서 피로균열은 레일의 파괴와 그에 따른 열차탈선의 근본적인 요인으로서 실험실시험의 분석 결과에 의한 피로거동 및 파괴특성의 정량적 평가는 피로수명 추정 및 안전조사 주기설정의 기본이 된다. 따라서 본 연구에서는 살피충격시험의 결과로부터 레일강의 샬피거동 및 파괴인성거동을 평가하고 일정진폭하중하에서 피로시험의 분석 결과로부터 피로균열성장거동에 미치는 균열의 방향성, 온도, 그리고 응력비 R의 효과를 파괴역학적 수법을 도입하여 평가하였다.

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박판 Al 합금재료의 피로균열전파특성과 피로수명예측 (Characteristics of Fatigue Crack Propagation and Fatigue Life Prediction of Thin Sheet Al Alloy)

  • 김승권;이억섭;양형렬;여인철;박성완
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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    • pp.356-361
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    • 2008
  • In characteristics of fatigue crack propagation, it is important that fatigue life is affected by crack closure phenomenon in thin sheet Al alloy. The purpose of this paper is to analyze the characteristics of fatigue crack propagation in constant loading condition for sheet Al 2024-T3 alloy of two sort of thickness and identify the difference of fatigue life in thin sheet specimen comparing experimental results of thin sheet specimen and relatively thick sheet specimen under same fatigue loading condition. In applying fatigue related material constants from fatigue crack propagation analysis, we attempt to operate the fatigue life estimating process of thin sheet specimen by modified Paris‘ law considering crack closure phenomenon and analyze the experimental and prediction results of fatigue life in thin sheet Al alloy.

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부식을 고려한 항공기재료의 부식피로수명예측 연구 (A Study on the Fatigue Life Prediction of Al-2024 with Corrosion)

  • 김위대
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.46-51
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    • 2007
  • 연구는 Al 2024-T3511 재료를 사용하여 피로균열성장 시험을 통한 비부식과 부식에서의 일정진폭 피로균열 전파 테이터(a-N)를 구하여 비부식과 부식에서의 균열진전의 차이를 규명하였다. 또한 비부식과 부식에서의 균열진전 속도 선도(da/dN-${\Delta}K$)를 구하여 Paris의 식을 이용하여 비부식과 부식의 차이를 규명하였다. 그리고 ${\beta}c$(corrosion factor)의 새로운 개념을 도입하여 피로수명을 예측해 본 결과 실험치를 잘 모사할 수 있었다.

회전체 스트레스 정보를 이용한 터빈 축 피로수명 평가 (Fatigue Life Evaluation of Turbine Shaft Using Applied Shaft Stress)

  • 진병규;박기범;채장범
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권4호
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    • pp.437-442
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    • 2014
  • 원자력 발전소의 터빈-발전기 시스템과 같이 일정한 토크와 함께 축 진동에 의한 가변 응력이 인가되는 부재의 경우 비틀림 응력에 의한 피로 파괴 거동을 보인다. 따라서 본 연구에서는 터빈-발전기의 터빈 축에 인가하는 비틀림 응력을 측정하고 응력에 의해 발생하는 피로 파괴 거동을 분석하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 터빈-발전기 시스템과 같은 실험 장치를 제작하고 임의의 부하를 인가하여 다양한 비틀림 응력에 대한 피로 파괴 거동을 평가하였다. 특히 기존의 알려진 피로 거동 평가 방법인 응력-수명, 변형률-수명, 균열성장 평가 방법을 동시에 적용하여 평가를 진행하였다. 부하의 크기가 증가하면서 평가 방법과 무관하게 피로 수명이 감소하는 경향이 확인하였으며 5 kV 부하 인가 시 최대 10배의 피로 수명의 감소가 발생하였다.

강판형의 덮개판 형상에 따른 피로특성 (Fatigue Characteristics according to the Shape of Cover Plate in Steel Plate Girders)

  • 정영화;홍성욱;김익겸;정진석
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제12권2호통권45호
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    • pp.111-122
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    • 2000
  • 이 연구에서는 덮개판 형상이 피로특성에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위해서 강교량을 구성하는 구조세목 중 덮개판 필렛용접부를 대상으로 일련의 피로실험을 실시하였다. 피로실험결과 덮개판 형상에 따라 피로강도에 다소 차이를 나타내고 있었으나 국내 및 외국의 피로설계기준을 만족함을 알 수 있었다. 또한 비치마크실험결과로부터 피로균열 발생점은 용접지단부의 형상에 밀접하게 관련되어 있음을 확인할 수 있었으며, 용접지단부의 여러 곳에서 동시다발적으로 발생한 피로균열이 반타원형의 표면균열의 형태로 성장하고 이 균열이 서로 합체되어 관통균열의 형태로 성장함으로써 결국 파단에 이르렀다. 한편, 파괴역학적 해석결과로부터 기존의 제안식 및 유한요소해석에서 구한 균열보정 계수 중기하학적형상보정계수가 가장 지배적임을 알 수 있었으며, 피로균열성장속도와 유한요소해석에서 구한 응력확대계수범위 사이의 관계로부터 덮개판 필렛용접부의 피로수명을 산정 할 수 있었다.

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균열의 합체를 고려한 피로균열 진전수명의 확률분포 (The Probability Distribution of Fatigue Crack Propagation Life Considering Effect of Crack Coalescence)

  • 방홍인;윤한용
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권5호
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    • pp.1281-1287
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    • 2000
  • The studies of probability distribution of the fatigue crack growth life have been somewhat reported. But the study on the probability distribution of the fatigue crack growth life considering the crack coalescence for three dimensional surface fatigue crack has apparently not been reported to date. In this study, the computer program has been developed to predict the probability distribution of the fatigue crack growth life considering the crack coalescence. The effects of parameters for the distribution of the fatigue crack propagation life were evaluated by using the program.

고온화 표면균열의 수명예측에 관한 파괴역학적 연구 (A Fracture Mechanic Study on Life Prediction of Surface Cracks at Elevated Temperature)

  • 서창민;김영호;손붕호;오상엽
    • 대한조선학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.100-106
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    • 1990
  • 본(本) 연구(硏究)에서는 304스테인리스강을 사용한 평활재와 작은 인공피트재의 고온 피로시험(疲勞試驗)과 크리프 시험(試驗)을 $593^{\circ}C$의 대기중에서 실시하고, 표면의 분포균열을 실온에서 레프리카법으로 연속적으로 관찰하고, 표면균열의 발생, 성장, 합체 거동을 관측하여, 균열 밀도(密度) 길이의 분포등의 정량적인 통계적(統計的) 성질(性質)에 대하여 검토하는 동시에, 파괴역학적으로 시험편의 수명을 지배하는 주균열의 성장거동 및 수명예측을 실시한 것이다. 또 실온의 결과와 고온피로(疲勞) 및 크리프 경우의 미소 분포균열의 통계적(統計的) 결과를 비교 검토하였다.

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반복하중조건 하에서의 S45C 탄소강에 대한 미소피로균열 성장속도 해석의 수정 (A Modification in the Analysis of the Growth Rate of Short Fatigue Cracks in S45C Carbon Steel under Reversed Loading)

  • ;신용승
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제13권2호
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    • pp.96-105
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    • 1995
  • 본 연구에서는 종래의 미소피로균열 성장속도 해석방법에 대한 수정안을 제시하고 수정 후의 방 법에 의해서 계산한 값들과 S4SC 탄소강에 대한 Nisitani와 Goto의 실험결과를 비교하여 계산한 값과 실험데이터 사이에 양호한 일치가 있음을 보였다. 이미 제시된 피로균열성장속도 식에는 하한계수준과 피로한도를 연관시키는 재료상수와 탄소성 거동에 대한 수정 및 균열닫힘효과를 나타내는 방법이 포함되어 있다. 본 연구에서 행한 수정중의 하나는 기하학적인 상수대신에 퍼만(Forman)의 탄성응력 강도계수 범위식을 이용하는 것이고, 다른 하나는 균열이 성장함에 따라 편심형단면으로 되면서 모멘트에 기인해 발생되는 굽힘효과를 고려하는 것이다. 이 방 법을 수명예측에 사용하면 용접구조물은 물론 기계구조물의 보다 정확한 수명예측이 가능할 것 이다.

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고온하 304 스테인레스강의 작은 표면구열의 성장거동에 관한 연구 (A Study on Growth Behavior of Small Fatigue Crack in 304 Stainless Steel at Elevated Temperatures)

  • 서창민;김영호
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.87-95
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    • 1990
  • 본 연구에서는 고온기기의 구조용 부재로 널리 사용되고 있는 304스테인리스 강을 선택하여 상온, $538^{\circ}C$($1000^{\circ}$ F) 및 $593^{\circ}C$($1100^{\circ}C$ F) 고온하의 작은 표면노치 시험편 에서 발생한 표면 피로 균열의 성장거동을 레플리카법에 의하여 상세히 관찰측정하여 파괴역학적으로 해석 연구하고자 한다. 즉 피로균열의 성장특성을 ....$\DELTA\sigma^{n}$a의 매 개변수를 도입하여 정량적으로 평가하고, 수명예측을 실시하여 그 유용성을 비교검토 하였다. 또한 피로균열의 성장에 관한 실험결과 자료들을 PC를 이용하여 전산하고 도식화함으로써 파괴역학적 설계에 유용한 기초적 자료를 제시하고자 하였다.