• Metals and materials international
• /
• 제24권6호
• /
• pp.1412-1421
• /
• 2018

Cold-expanded austenitic high nitrogen steel (HNS) was subjected to investigate the effects of grain size on the stress-controlled high cycle fatigue (HCF) as well as the strain-controlled low cycle fatigue (LCF) properties. The austenitic HNSs with two different grain sizes (160 and $292{\mu}m$) were fabricated by the different hot forging strain. The fine-grained (FG) specimen exhibited longer LCF life and higher HCF limit than those of the coarse-grained (CG) specimen. Fatigue crack growth testing showed that crack propagation rate in the FG specimen was the same as that in the CG specimen, implying that crack propagation rate did not affect the discrepancy of LCF life and HCF limit between two cold-expanded HNSs. Therefore, it was estimated that superior LCF and HCF properties in the FG specimen resulted from the retardation of the fatigue crack initiation as compared with the CG specimen. Transmission electron microscopy showed that the effective grain size including twin boundaries are much finer in the FG specimen than that in the CG specimen, which can give favorable contributions to strengthening.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제1권1호
• /
• pp.85-96
• /
• 1999

본 연구는 아스팔트 콘크리트 덧씌우기에서 야기되는 반사균열에 대한 저항성을 향상시키기 위하여 개질재 및 보강재를 사용하여 제조한 혼합물의 성능을 평가하기 위하여 수행하였다. 아스팔트 개질재로는 LDPE와 SBS 및 카본블랙을 이용하였고. 보강재로는 합성섬유(PF), 비닐(PV), 그리드(GG)를 이용하였다. 배합설계를 통해 얻은 최적아스팔트 함량으로 아스팔트 혼합물 슬래브를 제조하였다. 아스팔트 혼합물을 몰드에 붓기 전에 몰드 바닥에 비닐이나 그리드를 미리 깔아 보강 층으로서 만들었다. 갭(균열)이 있는 시멘트 콘크리트 위에 부착된 아스팔트 혼합물 공시체에 유압식 동적하중기를 이용하여 반복하중을 재하하였다. 반복하중에서 균열진전을 측정하여 각 처리 혼합물의 균열 지연효과를 평가하였다. 본 연구의 시험 결과로부터 특정 조합의 아스팔트 혼합물이 휨 파괴(Mode I)에 의한 반사균열 지연에 상당히 효과적인 것으로 나타났다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제14권2호
• /
• pp.79-89
• /
• 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.

• 한국해양공학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.49-60
• /
• 1997

This paper deals with the effect of coating layer on the fatigue strength of TiN coated 1Cr-1Mo-0.25V steel prepared by using the arc ion plating (AIP) process, in which it was characterized by the presence of extractor grid (ion filter). The rotary bending fatigue tests were carried out under room air conditions, and the fatigue crack initiation and growth bwhavior were observed by using plastic replica method. As experimental results, it was found that the obvious improvement of fatigue life at lower stress region was confirmed in TiN coated specimen processed with ion filter. It was also exlained that the increase of fatigue life in the case of an improved AIP process with ion filter was attributed to the retardation of crack initiation of the substrate surface due to hard coating layer, more densly formed with the reduced size and density of droplets.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
• /
• pp.603-608
• /
• 2001

Recently, cold expansion of fastener holes is commonly used in the aerospace industry to increase the fatigue endurance of airframes. Cold expansion process is used as the retardation of crack initiation in the hole. This treatment leads to an improvement of fatigue behavior due to the compressive residual stresses developed on the hole surface. The residual stress profile depends on the cold expansion ratio. In the present paper, it is shown that residual stress is redistributed due to the application of cold expansion process for CT specimen. It is further shown that residual stress increases in proportion to cold expansion ratio. It is thought that crack growth rate increases as cold expansion ratio.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권4D호
• /
• pp.387-393
• /
• 2010

본 논문에서는 아스팔트 포장의 균열 성장을 분석하기 위해서 확장유한요소법을 사용하였다. 또한 아스팔트의 점탄성 효과를 고려하기 위하여 맥스웰 체인을 이용한 점탄성 구성방정식을 사용하였으며, 균열 모델로는 선형점성균열 모델을 사용하였다. 특히 점탄성 구성방정식을 구성할 때 측정을 통해 얻어지는 온도별 변형계수와 지연시간을 Prony 급수를 이용해 재구성한 크리프 곡선을 직접 사용하지 않고 연속적인 미분이 가능한 멱승 로그 식으로 대체하여 사용하였다. 멱승 로그 식으로 완화시간 스펙트럼(relaxation spectrum)을 계산하여 맥스웰 체인의 부분탄성계수(partial moduli)를 도출하였다. 멱승 로그 적정 식을 통해 구한 맥스웰 체인의 부분 탄성계수는 크리프 곡선을 직접 이용하는 방법으로 구한 부분 탄성계수 보다 안정적인 형태의 곡선을 나타내어 해석을 용이하게 해준다. 개발된 정적균열 해석 모듈을 이용하여 아스팔트 시편의 온도별 정적균열 성장 실험 결과를 성공적으로 모사할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권10호
• /
• pp.1299-1306
• /
• 2011

본 연구에서는 측정된 균열 데이터를 토대로 변동하중 하에서의 균열성장모델 변수들을 베이지안 모델변수 추정 방법을 통해서 확률적인 분포로 구하는 방법을 제시하였다. 모델변수의 확률분포를 구하기 위해 Markov Chain Monte Carlo (MCMC) 샘플링 방법을 이용하였다. 변동하중 하에서는 균열성장 모델이 더욱 복잡해 짐에 따라 기존의 MCMC 기법으로는 확률분포를 잘 구하지 못하므로 주변확률밀도분포를 제안함수로 사용하는 MCMC 기법을 새롭게 제안하였다. 모델변수의 추정을 위해 여러 크기의 일정 진폭 하중 하에서 시편시험을 수행하여 얻은 균열성장 데이터를 이용하였다. 추정된 변수들을 사용하여 변동하중 하에서의 시편에 대해 균열성장 예측을 수행하였고, 이를 실제 시험 데이터를 통해서 검증하였다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제7권2호
• /
• pp.1-12
• /
• 2005

본 연구는 노후된 시멘트 콘크리트 포장 위에 덧씌운 아스팔트 혼합물의 반사균열 지연을 위하여 바인더 2가지 일반과 개질, 바닥 보강재로 그리드 3종류와 Fabric 2종류의 효과를 평가하기 위하여 수행하였다. 보강재는 공시체 제조시 미리 슬래브 몰드 바닥에 깔고 가열 아스팔트 혼합물을 몰드에 부은 후 다짐을 하여 아스팔트 슬래브 공시체와 일체화시켜 콘크리트 블록 위에 덧씌우기 형태로 택코팅하여 부착하였다. 본 연구를 위하여 휨파괴(mode I) 및 전단파괴(mode II)반사균열 시험을 수행하였다. 시험결과, 일부의 그리드의 보강이 휨파괴 및 전단파괴에 의한 반사균열의 지연에 효과가 있는 것으로 나타났다. 특히 LDPE 개질아스팔트와 함께 사용하면 반사균열 지연에 큰 효과가 있음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제26권11호
• /
• pp.2383-2389
• /
• 2002

This paper describes an experimental study on fatigue life extension by using cold working process in fastener hole of aircraft structure. Cold working process was applied for A12024-7351 specimens by considering the effect of edge margin on fatigue life. It is generally recognized that cold working process offers a protective zone around fastener hole of aluminum aircraft structure due to the residual compressive stresses which lead to retardation of crack growth. Thus this process provides the beneficial effect of increasing the fatigue life of the component. there by decreasing maintenance costs. It has also been successfully incorporated into damage tolerance and structural integrity programs. Cold working specimens were tested at constant amplitude peak cyclic stresses. Fatigue life of cold working specimen compared with that of specimen fabricated with base material. The increase of fatigue life for cold working specimen is discussed by both considering the effect of residual compressive stresses measured by X-ray diffraction technique and quantitative effect of edge margin.

• 열처리공학회지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.306-316
• /
• 2013

Microstructure and fracture behavior of a multi-phase low-density steel were investigated. After hot-rolling and heat treatment, the microstructure of low-density steel was composed of coarse ferrite grains and elongated bands which include second phases such as austenite, martensite and ${\kappa}$-carbide depending on holding time during isothermal heat treatment. After tensile test, microcracks were observed at martensite or ${\kappa}$-carbide interface in the elongated bands. Coarse ferrite grains showed cleavage fracture behavior regardless of second phase. The cleavage fracture of ferrite could be attributed to their coarse grain size and solute atoms that increase ductile-to-brittle transition temperature of ferrite. Despite of the tendency of cleavage fracture in coarse ferrite grains, a specimen having coarse spheroidized ${\kappa}$-carbide particles in the elongated bands showed high total elongation of 30%. Thus, the easiness of plastic deformation in the elongated band seems to play an important role in retardation of cleavage crack formation in coarse ferrite grains.