• 제목/요약/키워드: 피로크랙발생

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신뢰성 공학적 피로 균열의 발생, 진전 수명 평가 및 예측에 관한 연구 (II) (A Study on the Evaluation and Prediction for the Fatigue Crack Initiation and Growth Life by Reliability Approach ( II ))

  • 권재도;곽상국;최선호;황재석;진영준
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.907-915
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    • 1991
  • 본 연구에서는 피로 크랙 발생 및 파단수명의 통계학적 분포특성을 명확히 하 기 위해서 단축인장을 받고, 크랙 선단 곡율반경이 일정한 중앙 크랙을 가진 81개의 시험편을 사용하여 4개의 응력 레벨하에서 피로 시험을 행한후 많은 데이터들로 부터 피로크랙의 발생, 파단특성에 대한 신뢰성 있는 통계학적 확률특성을 제시하고, 이들 데이터를 활용하여 수명예측을 행해보고저 한다.

과대, 과소응력하에서의 피로크랙발생 전파거동(I)

  • 송삼홍;원시태
    • 대한기계학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.301-308
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    • 1985
  • 본 논문에서는 불규칙 하중을 받는 부재에 대한 연구의 고초로서 간단한 응력 모델을 설정하고 이들 변동응력이 가해지는 시기를 명확히 구분하여 크랙전파곡선의 거동을 고찰하였다. 특히 부하되는 응력 진폭의 크기에 따라서 크랙선단부의 미시적 인 변화의 크기가 다르고 이로인하여 크랙전파에 대한 피해의 정도가 달라진다고 하면 크랙전파의 지연 및 가속현상이 나타날 것이 예측이 되고 따라서 이때 나타나는 피해 정도의 크기를 미소 경도치로 환산하여 그것과 피로크랙 전파 특성과를 비교 검토 하 였다.

구조용 강재에 발생하는 미소피로 크랙의 정유요인 (Critical Aspect of Non-Propagation of Short Fatigue Crack in Structural Steel)

  • 김민건
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.880-886
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    • 1991
  • 본 연구에서는 이미 크랙전파의 제단계에 있는 평골재의 정유 크랙을 대상으 로, COD를 고정밀도로 측정하는 것을 주된 수단으로하여, 피로한도의 존재유무를 지배 하는 미소크랙의 정유구조를 상세히 밝히고자 한다. 또한 변형시교에 근거한 현상으 로만 알려져온 과소응력효과, coaxing효과를 크랙폐구현상의 관점에서 검토하여, 크랙 정유현상의 본질적인 이해를 얻고자 한다.

微小圓孔材의 疲勞크랙擧動 과 페라이트 結晶粒度 (Behavior of Fatigue Crack around Micro-Hole and Ferrite Grain Size)

  • 송삼홍;오환섭
    • 대한기계학회논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.421-429
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    • 1985
  • 본 연구에서는 결함에서 발생전파하는 피로크랙거동과 결정입대소와의 관계를 검토하기 위하여, 페라이트 결정입을 열처리에 의하여 변화시킨 재료에, 우선 .PHI.0.3mm 의 미소원공을 가공한 시험편을 준비하고, 피로한도거동, 피로크랙발생거동, 피로크랙 전파거동, 응력레벨의 고저에 따른 피로크랙의 발생, 전파거동등과 페라이트 결정입의 대소와의 관계등을 금속현미경 관찰을 토대로 상세히 고찰하였다.

기어용 SCM415 침탄질화 저리재의 피로거동

  • 송삼홍;이상훈;박귀영
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1992년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.311-315
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    • 1992
  • 일반적으로 기계구조물에서는 비교적 응력확대계수 K의 해석이 용이한 판 두께를 관통하는 관통크랙보다는 표면에 존재하는 결함에서 발생, 전파하는 표면 크랙이 대부분이다. 표면은 내부보다 소성변형에 대한 저항이 작고, 대기에 직접 접해 있으며, 평활재에 있어서의 인장, 압축이외의 응력은 일반적으로 표면에서 최대가 되는 등의 이유로 내부보다 쉽게 피로재해를 받는다. 침탄질화 열처리를 하는 중요한 목적이 재료 표면에 있어서 경화능과 피로강도의 향상이므로 침탄질화 처리재의 표면 크랙에 관한 연구가 절실히 요구됨은 당연하다.

두개의 미소원공결함에서의 피로크랙발생과 전파에 관한 연구 (Fatigue Crack Initiation and Propagation From Two Micro Hole Defects)

  • 송삼홍;배준수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제21권5호
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    • pp.842-849
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    • 1997
  • The aim of this study is an investigation of the interaction of two micro hole defects affecting fatigue crack initation life and propagation behavior. The locatio of two micro hole defects was considered as an angle of alignment and the distance between the centers of two micro hole defects. The fatigue cracking behavior is experimented under bending. When micro defects are located close to each other, the fatigue crack initiation lives are varied with their relative locations. In the experiments, the area of local plastic strain strongly played a role in the fatigue crack initiation lives. Therefore we introduce a parameter which contains the plastic deformation area at stress concentrations and propose a fatigue crack initiation life prediction curve. In addition, the directions and propagation rates of fatigue cracks initiated at two micro hole defects are studied experimentally.

미소원공주위의 피로크랙발생전파 거동에 관한 연구 (Behavior of Initiation and Propagation of Fatigue Cracks around Microholes)

  • 송삼홍;오환석
    • 한국해양공학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.74-82
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    • 1987
  • This study has been made to investigate into the behavior of fatigue limit, of fatigue crack initiation, and of fatigue crack propagation under the condition of rotating bending stress; specifically on the independency of stress field as well as the crack behavior of surface micro hole defect, which is made artificially through the specimen. The results obtained can be summarized as followa; 1) For the single micro hole defect, initiation of fatigue crack is occurred at both tips of microhole defect simultaneosly along the slip which are produced in the range of maximum principal stress arround micro hole defect independent of the size of micro hole defect. 2) For the neighbored deuble micro hole defects with equal size, in the range ($\frac{L}{r}$)ratio $\gtrsim$ 3 defined as the size of micro hole defect(2r) to the distance between the centers of micro hole defects (2L), the crack behavior of the micro hole defects is same as single one. However, for the range of $\frac{L}{r}$<3, the interference effect becomes significant as the ratio approaches to 1.

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15Cr-5Ni 스테인리스강의 파괴 거동 (Fracture Behavior of Aged 15Cr-5Ni Stainless Steel)

  • Chu, M.C.;Saito, K.;Tubota, M.;Ando, K.
    • 동력기계공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.61-67
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    • 2002
  • 15Cr-5Ni 석출강화 스테인리스강 3종류의 피로균열 발생과 성장 특성 및 파괴인성에 대하여 노치함수로서 연구하였다. 3종류강의 열처리 조건은 $482\;^{\circ}C,\;579\;^{\circ}C$$621\;^{\circ}C$이다. $621\;^{\circ}C$에서 4시간동안 열처리한 시험편 C는 약 $280\;MPa\;\sqrt{m}$의 가장 높은 파괴인성을 보였으며, 3종류에서 피로균열 성장이 가장 늦었다. $482\;^{\circ}C$에서 1시간 열처리한 시험편 A에서, 피로균열발생한계, ${\Delta}k{\rho}$, 는 노치반경0.3 mm에서 약 $280\;MPa\;\sqrt{m}$의 가장 높은 값을 보였다. 시험편 A는 시험편 B와 C보다 피로균열 성장이 빨랐지만, 피로균열 발생이 늦었다. 예 하중에 의한 노치선단의 압축잔류응력은 노치 시험편의 피로강도 향상에 유용한 방법이었다.

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수치해석을 이용한 전동차용 IGBT 모듈의 피로 수명 예측 (Numerical Fatigue Life Prediction of IGBT Module for Electronic Locomotive)

  • 권오영;장영문;이영호;좌성훈
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.103-111
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    • 2017
  • 본 연구에서는 전동차의 전력 변환 장치로 많이 사용되고 있는 고전압 대전류용(3,300 V/1200 A급) insulated gate bipolar transistor(IGBT) 모듈에 대하여 열 사이클 조건하에서의 열-기계적 응력해석 및 피로수명해석을 수행하였다. 특히 최근 고전압 IGBT용으로 개발되고 있는 구리(copper) 와이어, 리본(ribbon) 와이어를 사용하였을 경우의 응력 및 피로수명을 기존의 알루미늄 와이어와 비교하여 분석하였다. 알루미늄 와이어 보다는 구리 와이어에 응력이 3배 이상 많이 발생하였다. 리본 와이어의 경우 원형 와이어 보다 응력이 더 크게 발생하며, 구리 리본 와이어의 응력이 제일 높았다. 칩과 direct bond copper(DBC)를 접합하고 있는 칩 솔더부의 피로해석을 수행한 결과, 솔더의 크랙은 주로 솔더의 모서리에서 발생하였다. 원형 와이어를 사용할 경우 솔더의 크랙은 약 35,000 사이클에서 발생하기 시작하였으며, 알루미늄 와이어 보다는 구리 와이어에서의 크랙의 발생 면적이 더 컸다. 반면 리본 와이어를 사용하였을 경우 크랙의 면적은 원형 와이어를 사용하였을 경우보다 적음을 알 수 있다. DBC와 베이스 플레이트 사이에 존재하는 솔더의 경우 크랙의 성장 속도는 와이어의 재질이나 형태에 관계없이 비슷하였다. 그러나 칩 솔더에 비하여 크랙의 발생이 일찍 시작하며, 40,000 사이클이 되면 전체 솔더의 반 이상이 파괴됨을 알 수 있었다. 따라서 칩 솔더 보다는 DBC와 베이스 플레이트 사이에 존재하는 솔더의 신뢰성이 더 큰 문제가 될 것으로 판단된다.

피로크랙전파율에 대한 시험편 두께의 영향 (The Effect of Specimen Thickness on the Fatigue Crack Propagation Rate)

  • 고성위;엄윤성
    • 수산해양기술연구
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    • 제24권1호
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    • pp.44-49
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    • 1988
  • 본 연구에서는 피로파괴에 영향을 주는 여러 인자중에서 우선 피로크랙전파에 대한 시험편 두께의 영향을 검토하기 위하여 최초 두께 25mm인 일반구조용 압연강재를 평면가공하여 두께 5, 10, 15, 20, 25mm인 CT 시험편을 가공한 후 인장-인장편진반 복피로시험을 행하여 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 피로수명이 가장 짧게 나타나는 임의의 시험편 두께가 존재하며, 본 실험의 경우에는 두께 15m인 시험편의 경우 피로수명이 가장 짧게 나타났다. 2. 피로크랙의 발생은 두께가 두꺼운 시험편의 경우가 늦지만 피로크랙 성장은 두꺼운 시험편의 경우가 빠르게 나타났다. 3. 본 실험에서 paris시의 계수 m의 값은 절위는 1.98~4.59로서 시험편의 두께가 두꺼울수록 m의 값이 크게 된다.

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