• 제목/요약/키워드: 피로 강도 평가

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용접지단부의 후처리에 따른 하중비전달형 필렛용접부의 피로특성 (Fatigue Characteristics of Non Load-Carrying Fillet Welded Joints according to Post-Processing in Weld Bead Toes)

  • 홍성욱;경갑수;최동호;용환선
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제12권6호
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    • pp.701-713
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    • 2000
  • 본 연구에서는 하중비전달형 필렛용접부를 대상으로 순수휨 상태에서 그라인딩 처리 및 TIG 처리에 따른 피로강도 향상정도 및 피로특성을 정량적으로 평가하기 위해서 일련의 4점 휨실험을 실시하였다. 피로실험결과 그라인딩 처리한 경우와 TIG 처리한 경우 $2{\times}106$회 피로강도가 한등급 향상되는 것을 알 수 있었으며, 국내 외의 피로설계기준에서 규정하고 있는 피로강도등급을 대체로 만족하고 있음을 알 수 있었다. 용접지단부의 기하학적 형상에 대한 매개변수해석결과 하중비전달형 필렛용접부에서 응력집중계수에 영향을 미치는 인자는 곡률반경과 비드접선각도임을 알 수 있었다. 한편 파괴역학적 해석 결과 피로균열 발생초기에는 균열보정계수에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 기하학적 형상 보정계수임을 알 수 있었으며, 상대깊이가 0.4 이상이 되면 기하학적 형상보정계수 보다는 유한판 보정계수가 보다 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 또한 유한요소해석결과로부터 산정한 응력확대계수범위와 피로균열성장속도의 관계식으로부터 하중비전달형 필렛용접부의 피로수명을 비교적 정확하게 산정할 수 있었다.

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TMCP 강의 부식열화 및 부식피로강도 평가 (Evaluation of Corrosion Fatigue Strength and Corrosion Degradation of TMCP Steel)

  • 박진형;배동호
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.241-246
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    • 2003
  • In order to develop a method of corrosion fatigue design and estimate reliability of TMCP steel using as the material of heavy industries and plants, its corrosion susceptibilities, corrosion fatigue strength, and determination of fatigue design criterion considering corrosion degradation were investigated. From the results, the corrosion characteristic of TMCP steel is very susceptible in 3.5wt.% NaCl solution. Its susceptibility was linearly increased with the solution temperature increase. The corrosion fatigue strength in $25${\circ}$, 3.5wt.% NaCl solution is very lower than that of in air. And also, it was decreased with the frequency decrease in the same environment. It is expected that the developed corrosion fatigue design method for TMCP steel is useful. However, it is necessary to verify its reliability for actual application.

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매설가스배관 강 슬리브 보수 용접부의 피로수명에 미치는 공정변수 영향 고찰을 통한 최적공정 수립 (Establishment of An Optimal Process to Improve Structural Integrity by Investigating Effect of the Process Variables on Fatigue Lifetime of Steel-Sleeve Repair Welds in Buried Gas Pipeline)

  • 김종성;이철;김우식;김익중
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권11호
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    • pp.1021-1033
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    • 2017
  • 본 연구에서는 매설가스배관의 강 슬리브 보수 용접부에 대한 피로수명에 미치는 보수 용접 공정 변수별 영향을 고찰하여 최적 공정을 수립하였다. 상용 유한요소 해석프로그램인 ABAQUS를 이용한 연계 연성 온도-응력 해석을 통해 강 슬리브 보수용접 시 보수용접부에 발생하는 용접 잔류응력을 도출하였다. 또한, 유한요소 선형탄성 응력해석을 통해 운전응력 변이도 도출하였다. 도출된 용접 잔류응력과 운전응력 변이를 입력값으로써 구조응력/파괴역학 접근법에 대입하여 강 슬리브 보수용접부의 피로수명을 평가하였다. 다양한 보수용접 공정 변수에 대한 유한요소해석과 피로평가를 수행하여 공정변수별 피로수명에 미치는 영향을 고찰하였다. 최종적으로는 고찰한 피로수명에 미치는 공정변수별 영항 결과를 토대로 공정 및 경제적 비용을 최소화하고 피로수명을 적절히 향상시킬 수 있는 최적 방안을 도출하였다.

Cr-Mo강 용접부의 피로균열 성장거동에 미치는 저온도와 단일과대하중의 영향 (Effect of Low Temperature and Single Overload on Fatigue Crack Growth Behavior of Cr-Mo Steel Weldments)

  • ;김연직
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제14권2호
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    • pp.79-89
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    • 1996
  • 일정진폭하중과 과대하중비 2.5의 단일 인장과대하중에 의한 4140강 용접부 의 피로균열성장거동을 실온과 -45.deg.C의 저온에서 피로시험과 파면관찰을 통하여 고찰하였다. 이때, 용접부 미시조직의 영향을 평가하기 위해 모재(parent metal), 열영향부(as-welded HAZ), 열처리된 열영향부(PWHT HAZ)로 나누어 응력비 0과 0.5로 CT시험편을 이용하여 피로시험을 실시하였다. 피로균열성장거동은 재료의 미시조직과 온도변화보다는 응력비에 크게 영향을 받았으며, 단일 과대하중에 의한 피로균열성장 지연효과가 모든 재료에서 상당히 크게 나타났다. 전자현미경에 의한 피로파면 관찰 결과, 실온에서는 연성의 스트라이에이숀과 -45.deg.C에서는 의벽개파면과 같은 피로 균열성장거동을 나타내고 있다.

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균열전파해석에 의한 선체의 피로수명 평가법 -응력강도계수의 간이추정법- (Fatigue Life Assessment of Ship Structures based on Crack Propagation Analysis -Simplified Prediction Method of Stress Intensity Factors-)

  • 김창욱;노인식;김대수
    • 대한조선학회논문집
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    • 제39권1호
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    • pp.90-99
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    • 2002
  • 선체에 존재하는 균열의 전파거동을 해석하기 위해서는 응력강도계수의 추정이 그 전제조건이 되지만 현재까지 이러한 복잡 구조물에서 응력강도계수를 간편하게 계산하는 방법이 확립되어 있지 못하다는 점이 가장 큰 걸림돌이 되고 있다. 본 연구에서는 선체와 같이 부정정도가 매우 큰 복잡 구조물에서의 균열전파 거동을 추정하기 위한 전 단계로서 다양한 형태의 균열에 대한 응력강도계수를 용이하게 계산하기 위하여 무균열 상태에서의 응력해석 결과에 기초한 응력강도계수의 간이 추정법을 유도하고, 다른 연구자들의 실험 및 해석 결과와 비교하여 제안된 방법의 유용성을 검증하였다.

SCM415 침탄치차의 굽힘피로강도평가에 관한 연구 (A Study on Evaluation of Bending Fatigue Strength in SCM415 Carburized Spur Gear)

  • 류성기
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제22권6호
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    • pp.763-770
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    • 1998
  • This paper deals with evaluation of bending fatigue strength in SCM415 carburized spur gears. The constant stress amplitude fatigue test is performed by using an electrohydraulic servo-controlled pulsating tester. The S-N curves are obtained and the enhanvement of fatigue strength due to carburized treatment is clarified. In this study the improvement of fatigue strength is assumed to be caused by an increase of both hardness and residual stress and experimental formula has been proposed for the estimation of bending fatigue strength of carburized gears. The effect of surface conditions on the fatigue strength is evaluated quantitatively and it is close to the relative surface condition factor used in the ISO strength rating formula.

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스크린 질화/DLC 복합 코팅이 정밀 플라스틱 사출금형용 Fe-3.0%Ni-0.7%Cr-1.4%Mn-X강의 기계적 특성 및 고주기 피로 특성에 미치는 영향 (The Effects of Screen Nitriding/DLC Multi Surface Treatment on High Cycle Fatigue and Mechanical Properties of Fe-3.0%Ni-0.7%Cr-1.4%Mn-X Steel for High Precision Plastic Injection Mold.)

  • 김송희;장재철
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.202-203
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    • 2014
  • 금형 내부의 마모를 줄이기 위한 경질 박막의 안정성 향상과 표면에 인가된 압축 잔류 응력이 고주기 피로 특성에 미치는 영향을 연구하기 위해 정밀 플라스틱 사출 금형강에 주로 사용되는 Fe-3.0%Ni-0.7%Cr-1.4%Mn-X강에 스크린 질화처리와 DLC 코팅을 시간과 단일, 복합처리의 변수를 두어 코팅하였다. PAPVD법으로 DLC($3{\mu}m$), 스크린 질화(3h, $50{\mu}m$)/DLC($3{\mu}m$) 코팅 후 고주기 피로 시험을 행하여 고주기 피로 특성을 평가하였다. 스크래치 시험, 마모 시험, 잔류응력 측정을 통해 질화 처리 여부에 따른 코팅의 안정성을 평가하였다. DLC, 스크린질화/DLC 코팅한 경우 압축 잔류 응력의 영향으로 모두 피로 수명이 향상되었고 스크린질화/DLC 코팅한 경우 그 향상폭은 더 컸다. 질화 처리 후 DLC 코팅한 경우 질화층은 버퍼레이어로 작용하여 코팅의 박리를 억제함을 확인하였다.

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철도차량용 직물 유리섬유/에폭시 적층 복합재의 피로수명 향상 방안 연구 (A Study on Improving the Fatigue Life for a Woven Glass Fabric/Epoxy Laminate Composite Applied to Railway Vehicles)

  • 고희영;신광복;김정석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권2호
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    • pp.203-209
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    • 2010
  • 본 연구는 철도차량에 적용되는 직물 유리섬유/에폭시 적층 복합재의 피로특성 및 피로수명에 대해 평가하였다. 이때, 피로시험은 0.1의 응력비(R)와 5Hz의 주파수에서 인장-인장 하중 조건이 고려되었으며, 시험편은 카본/에폭시 플라이가 보강된 시험편과 보강되지 않은 시험편 두 가지 타입을 고려하였다. 또한, 직물 유리섬유/에폭시 적층 복합재의 피로수명을 평가하기 위해 철도차량 차체와 언더프레임에 주로 사용되는 알루미늄 6005와 비교하였다. 본 연구를 통하여 3장의 카본/에폭시 플라이가 보강된 직물 유리섬유/에폭시 적층 복합재 시험편이 보강되지 않은 기본 시험편보다 피로강도 및 피로수명이 크게 향상됨을 확인하였다.

측면홈 시험편을 이용한 평면 변형률 피로 균열 진전에 관한 연구 (Investigation of Plane Strain Fatigue Crack Growth Behavior by Using Side-Grooved Specimens)

  • 김종한;송지호
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.63-69
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    • 1992
  • 본 연구에서는 특히 앞서 지적한 표면균열의 진전거동에 관한 연구와도 관련 하여 측면홈을 가진 중앙관통균열(side-grooved center cracked tension) 시험편에 대 해 피로균열 진전실험을 수행하고, 평면변형률 조건의 만족여부 및 응력강도계수 평가 방법에 관하여 검토하여 비교적 새로운 결과를 얻었으므로 여기에 보고하고자 한다.

헬리콥터 착륙장치 복합재 토크링크 피로내구성에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on Fatigue Durability for Composite Torque Link of Helicopter Landing Gear)

  • 권정호;강대환
    • Composites Research
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    • 제23권6호
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    • pp.26-31
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    • 2010
  • 본 연구에서는 새로운 RTM(Resin Transfer Moulding) 제작 공법으로 기존의 금속 재료를 대체 할 헬리콥터 착륙장치 복합재 토크링크의 피로내구성 평가에 대한 절차와 방법론에 대해 기고하였다. 토크링크의 예상 운용 수명을 적용하기 위하여 진보된 확률적 랜덤 처리 기법을 이용한 모사하중 스펙트럼을 산출하고, 기초 물성 실험값을 기반으로 잔여강도 저하를 분석하여 피로내구성 평가를 하였고 실물 피로시험을 수행하여 결과를 비교 검토하였다.