• Journal of the KSME
• /
• v.32 no.7
• /
• pp.613-619
• /
• 1992

짧은 시간의 주행 실험과 랜덤 응답 해석을 통한 차체의 피로수명을 해석하는 방법을 제시하 였다. 주파수 영역에서 다축 응력을 폰 미제스 응력으로 변환시키고 응력 진폭의 확률 분포를 와이블 분포를 고려하여 처리함으로써 더욱 신뢰도가 큰 해석이 되도록 하였다. 여기에 제시된 해석 과정은 일반적으로 적용 가능한 것이므로, 양산 전 단계의 차체 피로 설계에 좋은 참고가 될 것이다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
• /
• v.12 no.3 s.46
• /
• pp.239-250
• /
• 2000

This study investigates the mechanical behavior on trough rib to crossbeam joint in orthotropic steel plate decks, specially emphasizing on the effect of diaphragm inside trough rib on the fatigue behavior of slit by static and fatigue tests. In particular, the effects of diaphragm on in-plane stress and out-of-plane stress, stress concentration, propagation of fatigue cracks at the silt are studied. With the result of experiment and numerical analysis, we have estimated the fatigue strength using the nominal stress and hot-sport stress. The details with diaphragm have occurred about 50% stress reduction at trough rib part of trough rib to crossbeam joint than the detail without diaphragm, however, the lower parts of crossbeam have occurred much more stress. Initial crack size or slit have an considerable influence on the propagation of fatigue cracks due to V-notch. The fatigue strength category of the details without diaphragm has higher value than fatigue limit, whereas that of the details with diaphragm is estimated lower than fatigue limit.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• v.18 no.3
• /
• pp.52-62
• /
• 1994

기계나 구조물 파괴의 대부분은 노치부를 기점으로 하여 발생하기 때문에 첨단복합재료를 노지부 재로서 안전하면서도 경제적으로 사용하기 위해서는 각종 조건하에 있어서 강도특성을 명확히 하는 것은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 노치를 갖는 복합재료를 이용하여 각종조건하에서 강도특성평가실험을 행하였으 며, 얻어진 결과를 종합하면 다음과 같다. (1) 첨단복합재료 노치재는 試驗片의 幾可學的 形狀과는 관계없이 노치반경 p만에 의해 결정되는 최대탄성응력 $\sigma_{max}$일정의 條件下에서 破t짧된다. (2) 破斷時 최소단면에서의 공칭응력 $\sigma_{c}$와 응력집중계수 $K_{t}$와의 관계에 있어서,$\sigma_{c}$의 값이 $K_{t}$의 증대와 더불어 떨어지고 있는 부분과, $K_{t}$와 관계없이 거의 일정하게 되고 있는 부분으로 나누어지는 現象은 노치재의 回轉굽힘 또는 인장압축파열에서 보여지는 현상과 外觀上 對應하고 있다. 즉, 정적파괴와 피로파괴는 파괴의 양상이 비슷하다 (3) PEN수지단체의 경우, 피로균열발생은 점발생적 피로균열이 최대탄성응력에 의해 지배되며, 노치에 만감하며,균열전파수명은전수명에 비해 상당히 짧다. (4) 단탄소섬유강화복합재료의 경우, 피로균열은 섬유端에 응력이 집중하기 때문에 일반적으로 섬유端에서 아주 빠른 시기에 발생하지만, 섬유가 피로균열진전에 대해 방해물로 작용하기때문에 아주 천천히 전파한다. (5) 短탄소鐵維는 피로균열발생에 대해서는 負의 강화작용 전수명의 극히 초기단계에 피로균열 발생을, 피로균열전파에 대해서는 正의 강화작용을 한다. (6) 단탄소섬유를 PEN에 강화함으로 인해 정적강도 보다 피로강도에 더 큰 강화효과를 초래했으며, 선형노치역학의 개녀은 첨단 복합재료의 강도평가에 대단히 유효했다.

• Journal of the Korean Society of Safety
• /
• v.15 no.1
• /
• pp.140-145
• /
• 2000

This paper was composed with fatigue test of the cruciform specimens, as load carrying and non-load carrying type. It also has performed computational analyses for geometric condition of the fillet welding bead. As test results, the effect of stress ratio in the specimen was insignificant. Stress ranges were varied with R=0.1~0.2. The fatigue cracks that were found in the load carrying type specimens and most specimens welded with contact were developed at the end of welds. The fatigue strength of specimen that have fractured in maternal plate was found about ${\Delta}\sigma_c$=63.5MPa. It's about 24% less than that of the non-load carrying type specimens having about ${\Delta}\sigma_c$=83.8MPa. A category of the Fatigue design specifications which provide for cruciform details was defined grade C as a stress of the maternal member. And then, the fatigue strength to be transformed into the maternal stress was found about 78.27 MPa, it tends to be less than that of allowable fatigue strength.

• Journal of the KSME
• /
• v.16 no.4
• /
• pp.41-48
• /
• 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.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
• /
• v.22 no.5
• /
• pp.539-544
• /
• 2002

The purpose of this study is to examine the change of full width half maximum(FWHM) and residual stress during fatigue process in S45C Steel, by X-ray diffraction. For S45C Steel, the relationship between the change in fatigue damage of the specimen and the FWHM, and residual stress of X-ray diffraction profiles during the fatigue processes has been investigated. The FWHM decreases in the early period of fatigue cycle. The change of FWHM is associated with cyclic work hardening. The change of the FWHM is not significant in $10{\sim}20%$ of ratio of fatigue life. The residual stress is changed with fatigue cycle increasing during the fatigue pro process.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
• /
• v.9 no.3 s.32
• /
• pp.363-375
• /
• 1997

This study encompasses the performance of static and fatigue test for the 8 large scale test specimens to clarify the fatigue behavior of coped stringer and the effect of the repair and strengthening on the damaged stringer of the floor system in steel railway bridges. For the purpose of the research, the actual stress wave for the existing bridge was measured, the basic stress range frequency histogram was made and the equivalent stress range was calculated. Using the result from the equivalent stress range made by adjusting the stress range, the static and fatigue test was carried out by identifying the previous rehabilitation and after. As the result of the static tests, it was revealed that the level of local stress under the S1 specimen test of the real equivalent stress range was similar to tensile strength of the test material, and it was consistent with the requirement of the initiation condition of the fatigue crack. Through the various rehabilitation methods to the damaged specimens, the effects of the repair and reinforcement were analyzed. According to the results of the repair of effect, bolting the high tension bolt over the stop hole was confirmed to be more adequate method than drilling only stop hole to delay the fatigue crack growth. Futhermore, in case of the stringer subjected by bending moment, the reinforcement over the upper flange side was determined to be a useful strengthening method, and the reinforcement to the web of the stringer was not appropriate to accomodate as a adequate strengthening method. Also it was confirmed that the category of the fatigue design for the coped stringer met with the category E specified on the fatigue design criteria of the Highway Standard Specification in Korea.

• Computational Structural Engineering
• /
• v.10 no.3
• /
• pp.7-14
• /
• 1997

본 고에서는 설계자가 초기 설계시 적용할 수 있는 간이피로해석방법에 대하여 기술하였으며, 특히 선체의 각 구조상세에 대하여 산정된 응력집중계수를 이용하여 피로수명을 쉽게 평가할 수 있는 집중응력방법을 정립하였다. 이 집중응력방법을 사용하면 모든 구조상세에 대하여 한개의 S-N 선도를 적용하게 되므로 일관성 있는 피로상도해석을 수행할 수 있다. 또한 피로수명에 큰 영향을 미치는 파랑하중은 설계조건에 주어진 선급규칙에 따라 계산되어진다. 선체구조의 피로강도평가 기술은 계측, 실험, 해석 및 경험을 포함하는 광범위하고 포괄적이면서 정밀함을 요구하는 종합기술이지만 여기에는 많은 불확실성이 내포되어 있다. 따라서 이를 구명하고 모든 선체구조에 적용할 수 있는 신뢰성 있는 피로강도 평가기술을 개발하기 위하여는 실선계측을 통한 피로하중규명 선체구조에 적용할 수 있는 피로강도 Data base개발, 균열진전해석 등 많은 과제에 대한 집중적인 연구가 계속 수행되어야 한다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
• /
• v.2 no.1
• /
• pp.116-124
• /
• 1988

해양구조물의 원통조인트에 대한 피로 수명 산출이 전통적으로 실험적 방법에만 의존해 왔음은,원통조인트의 구조가 복잡하여 용접부위 균열의 응력확대 계수 계산이 거의 불가능 했든 것이 주 원인이었다. 최근에 유한요소 3차원 모델을 이용한 계산방법이 개발되어 심히 구조적으로 복잡한 표면 균열의 응력확대계수 산출이 용이하게 되었다. 해양 구조물의 원통조인트에 대한 피로 수명 산출법을 개발하기 위한 연속되는 3부작의 제1부로서 본 논문은 X형 원통 조인트 용접주위 표면 균열의 응력확대 계수 거동을 분석하고 있다. 분석결과를 이용하여 응력확대계수를 엄격한 방법에 의해 계산하였다. 계산된 응력확대계수를 구조적인 관점에서 해석하고 있다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.8 no.2
• /
• pp.167-175
• /
• 1988

The principle objective of this study is to evaluate the fatigue behavior of structural steel components of highway bridges subjected to service stresses. The main aspects of this investigation are; 1) a measurement and statistical analysis of service stress cycles observed in highway bridge. 2) fatigue tests under equivalent constant-amplitude(CA) loading and simulated variable-amplitude(VA) loading 3) a evaluation of the fatigue behavior under VA-loading by eqivalent root mean cube (RMC) stress range. Theoretically, the RMC model is adequate in evaluation of fatigue behavior under VA-loading, because the regression coefficient (m) of crack growth rate is 3 approximately. The result of fatigue test shows that the RMC model is fitter than the current RMS model in fatigue evaluation under VA-loading. The interaction effects and sequence effects under VA-loading affect little fatigue life of structural components. As the transition rate of stress ranges is higher, the crack growth rate is higher.