축방향 인장응력이 작용하는 두께 20-80mm의 SM520-TMC강 맞대기 용접부를 대상으로 피로시험을 수행하였다. 시험 결과를 통계 분석하여 두께의 변화 및 용접방법에 따른 피로 강도를 검토하였다. 공칭응력을 기준으로 한 피로강도는 국내외의 기존 기준을 만족한다. 두께가 작은 경우에는 시험체의 제작오차에 따른 휨응력이 상당히 큰 것으로 나타났다. 측정값을 기준으로 한 피로강도는 공칭응력을 기준으로 한 경우보다 두께가 작은 20mm 경우 크게 증가하였다. 피로강도의 감소는 Gurney의 제안식과 유사한 것으로 나타났다.
선박근무자의 피로는 해양사고의 잠재적 요인으로 혹은 인적과실에 기여하는 한 요인 정도로만으로 여겨졌으나, 최근 이와 관련한 연구에 의하면 선박근무자의 피로가 임무수행에 밀접하게 영향을 미치며, 인적과실을 유발하는 주요한 원인 중 하나라는 사실이 밝혀지게 되면서 선박 인간공학분야에서의 인간공학적 요소들의 고려 여부가 관심의 대상이 되고 있다. 선박근무자의 피로 발생원인은 명확히 밝혀져 있지 않으며, 선상작업에서 오는 스트레스, 감정 및 작업 등에 의해 영향을 받는 것으로 보이나, 통상 피로는 주로 한 가지 원인보다 복합적인 원인에 의하여 발생되는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 선박근무자의 자각피로도와 직무스트레스의 효율적 관리를 위하여 선상에서 간편하게 자각피로도를 측정할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.
최근 해양구조물의 수직 칼럼부 용접 공법은 FCAW에 의한 다층 용접으로, 작업 시수와 작업자의 피로 가중 등, 생산 효율면에서 단점이 많았다. 이를 개선하기 위해 최초로 EGW에 의한 단층 용접을 적용하고자 EGW 적용시의 용접강도 및 피로 안전성을 평가하기 위한, 피로 시험을 수행하였다. (중략)
STS 304L 강재의 냉간압연율의 증가에 따라 t가 1.5 mm에서 1.1 mm까지 감소하면 인장강도, 항복강도, 경도치 및 UFT피로시험의 피로한도는 선형적으로 증가하였다. t=1.5 mm, t=1.4 mm, t=1.3 mm 및 t=1.1 mm인 4가지 시험편의 UFT피로시험(R= -1)결과, 회전굽힘피로시험(R= -1)의 결과처럼 $10^6$ 영역에서 S-N곡선의 피로한도가 절점(knee point)을 형성하였고, 기가사이클 피로에서 생기는 현상인 피로한도가 추가로 감소하지않았다. 또 t=1.1 mm인 경우 가장 높은 피로한도 345 MPa로 되었고, 원소재(t=1.5 mm)에 대하여 64.3 % 증가하였다. 냉간압연율에 따른 UFT피로시험결과 많은 작은 표면균열이 티어링(tearing)하면서 발생, 성장, 서로 합체하였다.
장섬유 강화 마그네슘 복합제(FP/ZE41A)의 피로 균열 성장 거동에 대한 열처리 효과를 규명한 것으로 TEM관측에 의해 알루미나 섬유와 마그네슘 복합 매트릭스간의 상호 접변을 완화시키기 위하여 풀림을 실시하였다. 피로 균열 성장 방향에 수직한 섬유와 평행한 섬유들에 대한 피로 균열 성장 거동에 관한 실험을 실시 한 바, 피로 균열 성장 방향에 수직한 시험편의 경우 열처리를 실시한 시험편은 잔류 응력을 제거시키지 않은 시험편에 비해 피로 균열 성장에 대한 더 많은 저항성을 갖고 있음을 알수 있었다. 그러나, 이에 반해 피로 균열 성장 방향에 평행한 시험편의 경우는 잔류 응력을 제거시키지 않은 시험편 이 열처리를 실시한 시험편에 비해 더 많은 피로 균열 성장 저항성을 내포하고 있다는 피로 균열 성장 거동에 대한 차이점을 발견할 수 있었다. 피로 파괴 표면에 대한 연성 파열과 섬유 박리를 SEM관찰한 결과 열처리는 피로균열 성장 거동에서 지적된 바와 같이 섬유와 매트릭스 상호면의 강도를 약화시킨다는 것을 알 수 있었다.
본 연구는 고정원을 강화하는데 사용되는 fiber-reinforced composite (FRC)과 스테인리스강 와이어의 피로 한도를 치아의 생리적 동요도가 허용되는 조건에서 비교하여 FRC의 임상적 유용성을 알아보기 위해 시행되었다. 스테인리스강 와이어군은 각형과 원형 와이어군으로 나누고 FRC군은 uni-directional군과 woven군, 그리고 각각의 군에 있어서 치간 부위에 레진을 코팅한 군과 코팅하지 않은 군으로 나누었다 각 군간의 피로한도를 일반적인 교정치료기간을 재현한 $5{\times}10^5cycle$의 피로한도 내에서 측정하여 비교하였다. 그 결과 스테인리스강 와이어에서는 각형 와이어가 원형 와이어보다 피로한도가 더 높았지만 통계적으로 유의하지는 않았다 (p>0.05) 치간부위를 레진으로 코팅한 FRC와 코팅하지 않은 FRC 모두 uni-directional군이 woven군보다 피로한도가 더 높게 나타났으며 (p<0.05) 그 값은 치간 부위를 레진으로 코팅한 FRC가 코팅하지 않은 FRC보다 더 높게 나타났다(p<0.05). 스테인리스강 와이어와 FRC 모두 임상적으로 유용한 $5{\times}10^5cycle$의 피로한도 내에서는 파절되지 않았기 때문에 둘 다 고정원 강화를 위해 사용하여도 충분하며 또한 심미성이 요구되거나 부가적인 장치의 부착이 필요한 곳에서는 FRC를 사용하여도 충분하리라 생각된다.
본 논문은 스테어케이스법을 사용하여 크랭크 스로 부품용 S34MnV강의 피로한도의 신뢰도를 평가하는 것이다. 크랭크 스로 부품의 소재는 S34MnV이며, 뜨임 및 풀림 열처리된 단조강이다. 본 연구에서는 설계피로강도의 신뢰도를 예측하기 위해 축 하중 일정진폭 피로시험을 수행하였다. 시험편은 평균응력 0 MPa의 동일한 응력부하를 적용하였고, 즉 응력비는 -1로 하였다. 피로시험 결과는 Dixon-Mood 접근법으로 평가하였다. 스테어케이스법에 의해 예측된 피로강도의 평균과 표준편차는 각각 296.3 MPa 및 10.6 MPa로 나타났다. 마지막으로 어떤 임의의 파손 확률에 대한 피로강도의 신뢰도를 예측하였다. 본 연구에서 제안한 예측법은 단조강의 설계 최적화를 위한 피로강도 값을 결정할 수 있다.
쇼트피닝(shot-peening) 처리를 한 베어링강의 고사이클 피로거동을 연구하였다. 열처리한 베어링강(JISSUJ2) 시험편과 열처리 후 쇼트피닝 표면가공을 추가한 시험편을 사용해 회전굽힘피로시험을 수행하고 파단 된 시험편의 파면을 분석하였다. 시험편의 피로파괴는 표면 결함에서 비롯된 표면 파괴와, 내부의 비금속개 재물에서 비롯된 내부형 파괴의 두 종류로 발생하였다. 내부 파괴의 경우 비금속 개재물 주변에 어안(fisheye) 모양의 파괴양식이 관찰되었다. 개재물은 표면으로부터의 깊이와 형상에 따라 피로 수명에 큰 영향을 주었다. 쇼트피닝 가공을 한 베어링강은 저사이클 하중영역 및 고사이클 하중영역에서 모두 피로수명이 향상되었으며, 하중이 작아질수록 피로수명의 개선은 더욱 커졌다. 또한 2 모수 와이블(Weibull) 분포를 이용하여 베어링강의 확률-응력-수명 (P-S-N) 곡선을 구하여 신뢰도 높은 피로수명 예측을 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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