• 제목/요약/키워드: 피로균열 전파율

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피로변형확대계수 $\Delta$A를 이용한 피로크랙 전파속도 평가 (Evaluaton of Fatigue Crack Propagation Rate Using Parameter of Fatigue Strain Intensity Factor)

  • 박영철;오세욱;허정원;권혁동;김영광
    • 한국해양공학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.76-84
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    • 1991
  • 본 연구는 피로수명 평가를 위한 새로운 파괴역학적 parameter의 확립에 관한 연구이다. 실질적으로 피로파괴가 일어나는 피로 균열선단의 국소영역에서 변형분포를 미소원형격자측정법을 이용하여 실험적으로 명확히 밝혀내었다. 그리고 이 결과를 기초로 하여 국소피로 변형율장을 대표할 수 있는 피로변형율 확대계수 $\Delta$A를 제안하였다. 또한 새로운 parameter $\Delta$A의 유효성을 여러 피로조건에서 검토한 결과, 균열선단 국소 영역에서 피로 변형율 확대계수 $\Delta$A에 의하여 피로 균열전파 속도평가를 일의적으로 나타낼 수 있음을 확인하였다.

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횡방향 TIG 용접된 Al6013-T4알루미늄 합금 용접부의 피로균열전파거동에 미치는 PWHT의 영향 (Influences of Post Weld Heat Treatment on Fatigue Crack Growth Behavior of Transverse TIG Welded Al6013-T4 Aluminum Alloy Joint)

  • 구나완;김선진
    • 동력기계공학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.66-73
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    • 2012
  • 본 연구는 횡방향 TIG 용접된 Al6013-T4 알루미늄 합금 용접부의 피로균열전파거동에 미치는 용접후열처리(PWHT)의 영향을 조사하는 것이 주목적이다. 기초적으로 인장시험, 경도 및 미세조직이 조사되었으며, 피로균열전파거동을 고찰하기 위한 피로 시험은 모두 중앙균열인장(CCT) 시험편에 대하여 수행되었다. T82열처리에 있어서 시효시간은 피로균열전파율, 인장강도 및 경도에 대단히 민감함을 나타내었으며, 모재와 열영향부재의 경우가 용접재보다 기계적 성질이 우수하였다. 횡방향 TIG 용접한 Al6013-T4 시험재의 용접후열처리 조건에 따라서 피로균열전파 저항에는 차이가 나타났으며, 본 실험의 조건하에서 24시간 인공시효 PWHT-82 시험편이 피로균열전파 저항이 가장 우수한 결과를 나타내었다.

마찰교반용접된 7075-T651 알루미늄 합금 용접부의 피로균열전파율의 공간적 불규칙성 (LT 방향의 시험편에 대하여) (Spatial Randomness of Fatigue Crack Growth Rate in Friction Stir Welded 7075-T651 Aluminum Alloy Welded Joints (Case of LT Orientation Specimen))

  • 정의한;김선진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권9호
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    • pp.1109-1116
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 마찰교반용접된 7075-T651 알루미늄 합금 용접부에 대한 피로균열전파율의 공간적 불규칙성을 고찰하기 위한 것이다. 본 연구에서는 이전의 피로균열전파 실험 데이터를 활용하였다. 피로균열전파율의 공간적 불규칙성을 명확히 이해하기 위하여, 피로균열전파 실험은 일정 응력확대 계수범위 제어하에서 수행되었다. 재질, 즉 마찰교반용접된 7075-T651 알루미늄 합금 용접부의 용접재와 모재에 대하여 피로균열전파율의 공간적 불규칙성을 조사하기 위하여 실험 데이터가 해석되었다. 결론적으로 용접재의 변동성이 모재의 변동성보다 높게 나타났으며, Weibull 통계 해석에 의하여 변동성을 평가할 수 있음을 알았다.

일정 응력확대계수범위 제어 시험하의 마찰교반용접된 7075-T651 알루미늄 합금 용접부의 피로균열전파 거동의 실험적 고찰 (LT 방향의 시험편에 대하여) (Experimental Investigation of Fatigue Crack Growth Behavior in Friction Stir Welded 7075-T651 Aluminum Alloy Joints under Constant Stress Intensity Factor Range Control Testing (For LT Orientation Specimen))

  • 정의한;김선진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권6호
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    • pp.775-782
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    • 2013
  • 본 연구에서는 마찰교반용접재의 피로균열전파 거동의 공간적 불규칙성을 고찰하기 위한 연구의 일환으로써, 최적의 조건에서 마찰교반용접된 7075-T651 알루미늄 합금 용접부의 LT-방향의 각각 5개의 피로균열전파 시험편에 대하여 일정 응력확대계수범위 제어하의 피로균열전파 실험을 수행하여 마찰교반용접부의 교반용접부재(WM)와 열영향부재(HAZ) 그리고 모재(BM)에 대한 피로균열전파 거동을 실험적으로 고찰하였다. WM재의 피로균열전파율이 가장 빠르게 나타났으며, 그 다음 HAZ재와 WM재 순으로 나타났다. 게다가 시험편간 피로균열전파율의 변동성은 WM시험편에서 가장 높았고, 반면 BM재에서 가장 낮게 나타났다.

박용 구조물용 일반압연강 용접부의 피로균열 전파거동에 미치는 $K_{II}$의 영향 (Effects of $K_{II}$ on fatigue crack propagation behavior of wedzone in generally rolled steel for marine structure)

  • 한문식;김상철
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제6권3호
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    • pp.43-55
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    • 1988
  • An experimental study was carried out to identify the fatigue fractue behavior of weld zone in generally rolled steel for marine structure. The bending an shear loads were applied simultaneously on the specimens to simulate real load condition for marine structure. The effect of the stress intensity factor under mode I with II loading condition on the initiation and the propagation of a crack were investigated, with particular emphaiss on mode II. When the $K_{II}$ stress intensiy factor in mode II was applied under mode I load condition, the growth behavior of a crack seems to be affected mainly by the anisotropic characteristic of materials. Especially, when the crack was located in and near the weld zone and parallel to th weld line, the propagation behaviour was turned out to be quite different from that of the base metal along the direction transverse to the weld line. In general, the propagation veiocity of the cracks in and near the weld zone was found to be slower that the velocity in base metal.

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피로하중에 의한 포천화강암의 미세균열 발달특성 (Microcrack Development in the Pocheon Granite due to Cyclic Loading)

  • 장보안;김영화;김재동;이찬구
    • 지질공학
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    • 제8권3호
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    • pp.275-284
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    • 1998
  • 포천 화강암에 피로하중을 가할 때 암석의 변형 거동과 피로하중에 의해서 생성되는 미세균열의 발달특성을 초음파 속도측정 및 차분변형율 분석을 통하여 연구하였다. 미세균열은 피로하중이 가해지는 방향과 평행하게 생성되며, 피로하중이 가해지는 초기에는 기존의 미세균열이 전파되면서 생성된다. 새로운 미세균열은 피로파괴횟수의 약 1/8-l/6 이상의 지난 후 생성되기 시작한다. 초음파 속도 측정, 차분변형율 분석 및 영구변형 측정은 암석내의 미세균열 발달을 잘 지시한다. 그러나 각 방법에 의하여 규명된 미세균열의 발달상태는 약간의 차이를 보여, 미세균열의 발달을 정량적으로 규명하기 위해서는 각 방법에 의하여 측정된 결과를 종합하여 해석하여야 할 것으로 판단된다. 80% 피로하중 수준에서 초기에 발달하는 미세균열은 70% 하중수준에 비하여 2배 정도로 높아서 하중수준이 커질수록 초기에 발달하는 미세균열의 량은 많아질것으로 판단된다. 그러나 파괴 직전의 시료에 발달한 미세균열의 량은 암석 부피의 약 0.3% 정도로, 포천화강암의 경우 부피의 0.3% 정도의 미세균열이 발달하면 암석이 파괴에 도달하는 것으로 판단된다.

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피로균열전파저항의 변동성에 의한 균열전파율의 해석 (An Analysis of Crack Growth Rate Due to Variation of Fatigue Crack Growth Resistance)

  • 김선진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제23권7호
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    • pp.1139-1146
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    • 1999
  • Reliability analysis of structures based on fracture mechanics requires knowledge on statistical characteristics of the parameter C and m in the fatigue crack growth law, $da/dN=C({\Delta}K)^m$. The purpose of the present study is to investigate if it is possible to predict fatigue crack growth rate by only the fluctuation of the parameter C. In this study, Paris-Erdogan law is adopted, where the author treat the parameter C as random and m as constant. The fluctuation of crack growth rate is assumed only due to the parameter C. The growth resistance coefficient of material to fatigue crack growth (Z=1/C) was treated as a spatial stochastic process, which varies randomly on the crack path. The theoretical crack growth rates at various stress intensity factor range are discussed. Constant ${\Delta}K$ fatigue crack growth tests were performed on the structural steel, SM45C. The experimental data were analyzed to determine the autocorrelation function and Weibull distributions of the fatigue crack growth resistance. And also, the effect of the parameter m of Paris' law due to variation of fatigue crack growth resistance was discussed.

강재의 피로균열전파율에 미치는 시험편 크기의 영향 (Effect of Specimen Size on Fatigue crack Growth Rate in Steels)

  • 안석화
    • 한국해양공학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.99-105
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    • 2000
  • This paper describes the effect of specimen size on fatigue crack growth rate for the offshore structural high-tensile-strength steel BS4360 and machine structural steel SM45C. The purpose of the present study is to investigate the effect of stress ratio aspect ratio specimen width and specimen thickness of the fatigue crack growth behavior. Compact tension specimens with a LT orientation for BS4360 and SM45C steels were used, All testing was done at constant stress intensity factor range controlled fatigue crack growth condition. The investigation demonstrates that the fatigue crack growth rate is increased with increasing stress ratio and specimen thickness and is decreased with increasing specimen width. The fatigue crack growth rate is unaffected by aspect ratio until a/W=0.50 but is increased by increasing spect ratio from a/W=0.55.

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강재의 피로균열전파율에 미치는 영향인자에 관한 연구 (A Study On the Factors that Affect Fatigue Crack Growth Rate in Steels - Specimen Thickness Effect -)

  • 김선진;남기우;홍진표
    • 한국해양공학회지
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    • 제13권2호통권32호
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    • pp.58-65
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    • 1999
  • The effect of specimen thickness on fatigue crack growth rate was studied. The objective of the present study is to investigate the effect of specimen thickness on the fatigue crack growth behavior at various stress intensity factor ranges and also the variation of material restance to fatigue crack growth. The fatigue crack growth resistance was treated as a spatial stochastic process, which varies randomly on the crack path, Compact tension specimens with a LT orientation for structural steel were used. All testing was done at a constant stress intensity level. The experimental data were analyzed for the size effect to determine the Weibull distributions of the material resistance.

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