The development of high-strength fibers such as boron/epoxy and carbon/epoxy and adhesives has made it possible to repair cracked metallic plates by bonding reinforcing patches to the plate over the crack. In this study, aluminum 6061-T6 alloy plates with the high strength are applied to specimens with a cracked bolt hole to study the effect of diverse patch materials on the fatigue behavior of this structure. Additionally, the observation of the effort of different patch sizes on the specimen was performed. The results shows that the patch repair can improve the static strength by about 17% and the fatigue life by 200% compared with non-repaired case. And it was also revealed that the patching method along to crack growth direction is mort efficient in cost and weight reduction.
본 논문에서는 이 방법을 사용하여 glass/epoxy와 graphite/epoxy 유한평판이 균일응력과 균일변위 경계조건을 받을 때 평판 종횡비 H/W를 1,2,3, 균열길이와 폭의 비 L/W를 0.1부터 0.7까지, 균열각도를 0, 30, 45, 60으로 변화 시키면서 응력강도수정계수를 구하려고 한다.
Rencentely, the request for the light weight is more incresed in the area of industrial environment and machinery and consistent effort is needed to accomplish high strength of material for the direction of light weight. we got the following characteristic from crack growth test carried out in the range of stress ration of 0.1, 0.3 and 0.6 by means of opening mode displacement. At the content stress ratio, the threshold stress intensity factor crack range ${\Delta}K_{th}$in the early stage of fatigue crack growth (Region I) and dtress intensity factor range ${\Delta}K$ in the stable of fatigue crack growth (Region II) with an increase in ${\Delta}K$. Fatigue life shows more improvement in the Shot-peened material than in the Un-peening material. And compressive residual stress of surface on the Shot peening processed operate resistance force of fatigue. So we can obtain fallowings. (1) The fatigue crack growth rate on stage II is conspicuous with the size of compressive residual stress and is depend on Paris equation. (2) Although the maxium compressive residual stress is deeply and widely formed from surface, fatigue life does not improve than when maxium compressive residual stress is formed in surface. (3) The threshold stress intensity factor range is increased with increasing compressive residual stress.
집중하중을 받는 일방향 보강(singly oriented ply, SOP) 섬유 금속 적층판(fiber metal laminate, FML)의 손상 거동을 음향 방출법(acoustic emission, AE)을 이용하여 연구하였다. 섬유 방향의 영향을 연구하기 위하여 다양한 섬유 방향을 가지는 SOP FML을 제작하였으며, UTM을 이용하여 압입 하중을 가하였다. 압입 시험 시 발생하는 AE신호는 150kH의 공진 주파수를 가지는 AE센서를 이용하여 측정하였으며, 여기에서 발생된 신호를 하중-변위 선도와 비교하였다. SOP FML의 손상 과정은 균열 개시, 균열 전파, 관통에 따라 3구간으로 나누어 겼다. 균열 개시전까지의 AE 신호의 특성으로 보아 미소 균열이 시편의 하부에서 발생하고 이 균열이 시편의 두께 방향으로 전파되어 섬유 분리를 발생시키는 것으로 생각된다. 발생된 균열은 섬유 방향을 따라 성장하였으며, 이 때 60~80dB의 AE신호들이 발생되었다. 관통이 발생할 때는 80~100dB의 고진폭의 AE신호가 나타나 섬유의 파괴가 발생함을 보였으며, 섬유의 방향이 증가할수록 섬유의 파괴가 많이 발생되었다 누적 AE count선도는 FML의 압입 특성을 잘 나타내어 FML의 특성 변호 예측에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
본 연구에서 페리다이나믹 이론 모델을 이용하여 준정적하중과 동적 하중, 균열전파와 분기균열 패턴 그리고 등방성재료, 직교 이방성 재료의 균열 진전 해석 등 다양한 조건을 고려한 전산 시뮬레이션을 수행하여 그 적합성을 검토하였다. 초기 균열은 없지만 중심에 홀이 있는 등방성 재료, 초기 균열이 존재하는 등방성 및 이방성 재료에 대한 전산 시뮬레이션이 수행되었다. 조정 동적 완화 기법이 사용되어 준정적 하중을 모사하였고, 이방성 재료 해석에서는 고전 연속체 역학과 페리다이나믹의 변형률 에너지를 고려한 균질화 방법이 사용되었다. 균열 전파와 분기 균열이 성공적으로 확인되었으며 파괴 거동의 시작과 그 방향 역시 페리다이나믹 이론으로 확인되었다. 페리다이나믹을 균질화 방법을 사용하여 비교적 복잡한 이방성 재료에 적용한 경우 역시 실험 결과 값과 비교하여 검증하였다.
본 논문에서는 냉간압연 중에 실리콘 강판의 에지부에 발생하는 크랙을 해석하는 방법을 제시하였다. 본 방법은 손상역학의 개념에 기초하여 소재의 변형 중 발생하는 손상개시와 손상진전 및 파괴의 형태로 순차적으로 해석하는 기법이다. 이를 통해 압연 중에 크랙 발생 유무와 발생 후 크랙의 진전된 길이 및 형상을 예측할 수 있다. 소재의 파괴물성치는 일반 판상시편 및 노치 판상시편의 인장실험을 통해서 도출하였다. 압연중 발생하는 에지크랙 해석결과가 얼마만큼 정확한지 평가하기 위해서 시험압연기를 통해 얻은 압연시편과 직접 형상 비교를 수행하였다. 크랙의 길이 및 방향 측면에서 본 해석기법의 예측정도가 실험에 상당부분 근접함을 알 수 있었다. 마지막으로 실리콘 강판의 실제 압연공정으로 에지크랙 해석을 수행하여 초기크랙 길이 및 압연기 출측 강판 감기 인장력에 따른 크랙 진전 거동에 대해 분석하였다.
The conservation treatments of 10-storied pagoda in the temple of Kyoungchunsa is progressed favorably to come to the finish since 1995. Most of all, the important conservation treatments are stone crack, exfoliation and partial form modification. This pagoda has been made up a complicated structure constructed using 142 stones. Therefore, the stone crack and exfoliation have been occurred as very varied forms. Especially, the stylobate of the pagoda has 19 substitution stones of 48 stones, which is40% of modern stone substitution. It is supposed that there is serious weathering on the stones. The other stones, which are no substitution stones, have some kinds of weathering and so we carried out inside replenishment and partial outside reconstruction of crack stones using high molecular resin and substitution stone. The stone of each storey has also partial difference, but the condition of serious weathering on the whole. We can detect general degree through treatment of high molecule resin or distribution research of contaminated material on 10-storied pagoda in the temple of Kyoungchunsa. Especially, we are able to analyze general weathering degree and know details weathering of each storey or direction for the difference of replenishment quantity and different pattern of stone crack degree. Also, the distribution research will accomplish very important parts of examining environment effects and use as research data of cultural heritage conservation field.
To assess the integrity of the pipeline is the most important problem to be solved first of all for prevention of any fracture accident of the pipeline. As a result of exerting such efforts, a number of plastic collapse assessment equations have been suggested, however, the scope of using or applying such assessment equations has not been exactly defined. In this study, the case that a surface crack existed in the circumferential direction in the external side of the natural gas pipeline and a bending load was applied to the pipeline was analytically identified as the most critical condition, and a plastic collapse assessment equation fur it was suggested. The flow stress of the API X65 linepipe was defined through the experiment conducted on SENT specimens. Also, a local assessing criterion of a 3-dimensional crack behavior considering not only the crack depth but also the crack length was suggested. Finally, a plastic collapse assessment equation for the API X65 linepipe was developed by performing the 3-dimensional finite element analysis.
This study verified the relationship between fracture mechanics parameters(ΔK, ΔK$\sub$eff/, K$\sub$max/) and X-ray parameters (${\alpha}$$\sub$r/, B) for SG365 steel at elevated temperature up to 300$^{\circ}C$. The fatigue crack propagation test were carried out and X-ray diffraction technique according to crack length direction was applied to fatigue fractured surface. The residual stress on the fracture surface was found to increase low ΔK region, reach to a maximum value at a certain value of K$\sub$max/ or ΔK and then decrease. Residual stress were independent on stress ratio by arrangement of ΔK and half value breadth were independent by the arrangement of K$\sub$max/. The equation of ${\alpha}$$\sub$r/ - ΔK was established by the experimental data. Therefore, tincture mechanics parameters could be estimated by the measurement of X-ray parameters.
일반적으로 암반에는 크고작은 크랙들이 많이 분포하고있다. 이들 크랙들은 그 암반의 역학적 거동에 크게 영향을 미친다는 것은 알려진 사실이다. 본 연구에서는 암반의 역학적 거동에 미치는 크랙의 기하학적 영향과 그 크랙에 집중하는 응력의 크기가 해석되었다. 이를 위해, 모델실험으로서 여러 크랙셀을 가지는 모르타르 공시체를 제작하였으며, 이들 공시체을 가지고 일축압축실험을 실시하였다. 실험도중 크랙의 발생과 지전을 직접 그리고 연속적으로 관찰하기위해 비데이시스템이 설치되었다. 또한 응력-변형 곡선 역시 퍼스날 컴퓨터에의해 기록되었다. 이들의 수치해석은 유한요소법과 균질화 이론에 의해 해석되었다.이들 해석친느 암반중에 분포하는 크랙의 진전 메카니즘과 역학성을 정량적으로 잘 설명해준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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