• 제목/요약/키워드: CTOD 시험

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Reverse Bending을 통한 CTOD 시험 예비균열 형상균일화에 관한 연구 (A study on reduction of pre-crack deviation in CTOD specimen using reverse bending method)

  • 정세환;박동환;김현수;신상범;박태종
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제33권2호
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    • pp.62-68
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    • 2015
  • This study investigates the appropriate range of reverse bending load for the CTOD test of thick weld by observing improvement of pre-crack shape and determination of the limit applicable load. In order to do it, the effect of the amount of the reverse bending load on the maximum deviation of the pre-crack length was investigated by the extensive tests, and the variation of plastic zone size in way of the crack tip under reverse bending load were evaluated by FEA. With the results obtained by the experiments and FEA, the proper range of reverse bending load was suggested. The effectiveness of the reverse bending method was verified by examining the pre-crack straightness after CTOD tests of thick weld specimens with various thickness and strength.

LNG 저장탱크 내조용 9% Ni강의 SAW 용접열영향부내 파괴인성 변화 평가 (Change in Fracture Toughness within Heat-Affected Zone of SA-Welded 9% Ni Steel)

  • 장재일;이정석;이백우;주장복;권동일;김우식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권3호
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    • pp.528-536
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    • 2002
  • As one step for the safety performance of LNG storage tank, the change in fracture toughness within the X-grooved weld heat-affected zone (HAZ) of newly developed 9% Ni steel, which was submerged arc (SA)-welded, was investigated. Both crack initiation fracture toughness and crack arrest fracture toughness were evaluated by the crack tip opening displacement (CTOD) tests and compact crack arrest (CCA) tests. As the evaluated region approached the fusion line, each test result shorted different tendency, that is, crack initiation toughness decreased while crack arrest toughness increased. The results were discussed through the observation of the microstructural change.

컴팩트 인장 시편을 이용한 연성 재료의 불안정 균열 성장에 관한 연구 (Crack Growth Instability for Ductile Material Using the Compact Tension Specimen)

  • 이홍서;김희송
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.928-937
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    • 1989
  • 본 연구에서는 Shih등이 제안한 찢어짐 계수인 T$_{\delta}$의 불안정 파괴 매개 변수로서의 적용 가능성을 컴팩트 인장 시편(compact tension specimen dlgk CTS로 칭함)을 사용하여 검토한다. 이를 위하여 시험기에 스프링을 부착하여 시편에 불안정 파괴 실험을 수행한다. 재료의 불안정성을 판정하는 찢어짐 계수를 구하기 위해서는 CTOD-정항 곡선을 결정해야 한다. CTOD는 하중선 변위를 측정하여 CTOD- 하중선 변위 관계식으로 평가한다.한다.

입자강화 복합재료의 쐐기분열시험 및 파괴에너지 평가 (Wedge Splitting Test and Fracture Energy on Particulate Reinforced Composites)

  • 나성현;김재훈;최훈석;박재범;김신회;정규동
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권3호
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    • pp.253-258
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    • 2016
  • 입자강화복합재료를 이용하여 쐐기분열시험으로부터 얻은 파괴에너지, 균열진전 및 CTOD 에 대한 온도의 영향이 조사되었다. 이용된 재료는 고분자바인더, 산화제 및 알루미늄입자로 이루어져 있으며, 쐐기분열시편의 시험 속도는 50 mm/min 이고, 온도 조건은 $50^{\circ}C$, 상온, $-40^{\circ}C$, $-60^{\circ}C$이었다. 분열하중-CMOD 로부터 구한 파괴에너지는 $50^{\circ}C$에서 $-40^{\circ}C$까지 온도의 감소와 함께 증가한다. 또한 $-60^{\circ}C$에서 입자강화복합재료의 강도는 유리전이온도에 의해 급격히 증가하며 취성거동을 보였다. 그리고 디지털 이미지 상관법을 이용하여 균열 선단부근에 대한 변형률장이 분석되었다.

수소 장입 장치를 활용한 액체수소 저장시스템 강재의 CTOD 시험 분석 (Analysis of CTOD Tests on Steels for Liquefied Hydrogen Storage Systems Using Hydrogen Charging Apparatus)

  • 성기영;김정현;이정희;이정원
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제26권5호
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    • pp.875-884
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    • 2023
  • Hydrogen infiltration into metals has been reported to induce alterations in their mechanical properties under load. In this study, we conducted CTOD (Crack Tip Opening Displacement) tests on steel specimens designed for use in liquid hydrogen storage systems. Electrochemical hydrogen charging was performed using both FCC series austenitic stainless steel and BCC series structural steel specimens, while CTOD testing was carried out using a 500kN-class material testing machine. Results indicate a notable divergence in behavior: SS400 test samples exhibited a higher susceptibility to failure compared to austenitic stainless steel counterparts, whereas SUS 316L test samples displayed minimal changes in displacement and maximum load due to hydrogen charging. However, SEM (Scanning Electron Microscopy) analysis results presented challenges in clearly explaining the mechanical degradation phenomenon in the tested materials. This study's resultant database holds significant promise for enhancing the safety design of liquid hydrogen storage systems, providing invaluable insights into the performance of various steel alloys under the influence of hydrogen embrittlement.

DIC를 이용한 입자강화 복합재료의 파괴거동 평가 (Evaluation of Fracture Behavior on Particle Reinforced Composite Using Digital Image Correlation)

  • 홍상현;이정원;김재훈;이상연;박재범;정규동
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권7호
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    • pp.535-541
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    • 2018
  • 본 연구에서는 입자강화 복합재료의 파괴거동을 평가하기 위해 쐐기분열시험을 수행하였다. 균열 저항성을 분석하기 위해 균열선단열림변위(CTOD)와 균열선단열림각도(CTOA)를 이용하였다. 사용된 입자강화 복합재료는 특성상 온도와 하중속도에 영향을 많이 받기 때문에 다양한 온도($-60^{\circ}C{\sim}50^{\circ}C$)와 하중속도(5~500mm/min)조건에서 시험을 수행하였다. 또한 균열선단에 대한 변형률장을 분석하기 위해 디지털 이미지 상관법(DIC)을 이용하였다. 시험결과 파괴에너지는 온도가 감소할수록 증가하였으며, 하중속도가 증가할수록 균열저항성이 증가하였다.

LNG 저장탱크 내조용 강 용접부의 파괴인성 평가 (Evaluation of Fracture Toughness in Steel Weldment for Inner Wall of LNG Storage Tank)

  • 장재일;주장복;양영철;김우식;홍성호;권동일
    • 한국가스학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.7-13
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    • 1998
  • 본 연구에서는 LNG 저장탱크의 안전성을 확보하기 위한 연구의 일환으로서, 실제 탱크의 건설에서와 같은 조건으로 SMAW(Shielded Metal Arc Welding) 방식으로 용접된 $9\%$ Ni강의 X-개선 후판용접부내의 파괴인성의 변화를 평가하고 미세조직을 분석하였다. 이때 파괴인성의 평가는 본 연구자들이 제안한 '개선한 CTOD(crack tip opening displacement) 시험법'으로 행하였으며 열영향부내의 미세조직 및 파면은 광학현미경, 주사전자현미경 및 X-선 회절 분석기로 관찰하였다. 결과로부터 열영향부 내의 CTOD 값은, 평가위치가 용융선(Fusion Line-F.L.)으로 접근할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 잔류 오스테나이트의 양이 줄어들고 결정립 미세화 효과가 없어지는 영역인 결정립 조대화영역이 열영향 부내에서 차지하는 분율이 증가함에 따른 것이다. 한편, 잔류 오스테나이트의 열적 안정성이 상대적으로 감소하게 되는 F.L.${\~}$F.L.+3mm에서 온도감소에 따른 인성감소의 정도가 F.L.+5mm${\~}$F.L.+7mm보다 상대적으로 매우 큼을 알 수 있었다.

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디지털 화상관련법 및 균열선단열림각도를 이용한 입자강화 복합재료의 균열저항거동 (Crack Resistance Behavior Using Digital Image Correlation and Crack Tip Opening Angle on Particulate Reinforced Composite)

  • 나성현;이정원;김재훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권12호
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    • pp.1021-1026
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    • 2016
  • 본 연구는 점탄성을 가진 HTPB 입자강화 복합재료의 균열저항에 대하여 쐐기분열시험 및 균열선단열림각도를 이용하여 평가하였다. 일반적으로 균열진전 함수로서 균열선단열림각도는 파괴저항을 결정하기 위해 사용되며, 수치적으로 일정한 값을 가진다. 디지털 화상관련법은 임계 균열선단열림각도를 도출하기 위하여 균열선단열림변위 및 균열진전길이를 측정하기 위해 사용되었다. 본 연구의 시험 결과에서 입자강화 복합재료의 임계 균열선단열림각도는 균열초기 진전 후 일정한 값을 가진다. 임계 균열선단열림각도는 $50^{\circ}C$에서 $-40^{\circ}C$로 온도의 감소에 따라 증가한다. 이러한 임계 균열선단열림각도는 입자강화 복합재료의 파괴역학 파라미터로 사용될 수 있다.

천연가스 배관 용접부의 미세조직의 변화에 따른 파괴특성 평가 (Assessment of Fracture Characteristics of Natural Gas Pipeline Weldment According to the Change of Microstructures)

  • 주장복;이정석;장재일;김철만;김우식;권동일
    • 한국가스학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.15-22
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    • 2001
  • 세계적으로 천연가스의 사용은 높은 효율을 가진 청정에너지로서의 장점으로 인하여 꾸준히 증가하는 추세이며, 국내에서도 급격한 경제규모의 증대와 함께 사용량이 증가하고 있다. 천연가스 배관 용접부는 금속학적 및 역학적으로 파괴에 영향을 미치는 인자들을 다양하게 가지고 있는데, 이들 인자들에 의하여 파괴역학적 인성의 열화가 발생함과 동시에 파괴시험 결과의 해석에 많은 어려움이 유발된다. 본 연구에서는 우선 국내 천연가스의 주 배관으로 사용되고 있는 API 5L X65 등급의 고장력강 용접부의 파괴역학적 안전성을 평가하기 위한 목적으로, 실제 원주 용접부와 심 용접부의 파괴인성 시험을 수행하여 미세조직의 변화를 중심으로 미시적 혹은 거시적인 관점에서의 금속학적 인자가 파괴인성에 미치는 영향에 대해 평가하였다.

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