This study has been made to investigate into the behavior of fatigue limit, of fatigue crack initiation, and of fatigue crack propagation under the condition of rotating bending stress; specifically on the independency of stress field as well as the crack behavior of surface micro hole defect, which is made artificially through the specimen. The results obtained can be summarized as followa; 1) For the single micro hole defect, initiation of fatigue crack is occurred at both tips of microhole defect simultaneosly along the slip which are produced in the range of maximum principal stress arround micro hole defect independent of the size of micro hole defect. 2) For the neighbored deuble micro hole defects with equal size, in the range ($\frac{L}{r}$)ratio $\gtrsim$ 3 defined as the size of micro hole defect(2r) to the distance between the centers of micro hole defects (2L), the crack behavior of the micro hole defects is same as single one. However, for the range of $\frac{L}{r}$<3, the interference effect becomes significant as the ratio approaches to 1.
The material deficiencies in the form of pre-existing defects can initiated cracks and fractures. The stress distribution and fatigue crack initiation life of engineering materials may be associated with the size, the shape and the relative location of defects contained in the component. The objective of this study is to investigate the effect of arbitrarily located hole defect around the rivet hole of a wing section in monolithic aluminum and Al/GFRP laminates under cyclic bending moment during a service load. The stress distribution and the fatigue crack initiation behavior near a rivet hole of on the relationships between stress concentration factor ($K_t$) and relative position of defects were considered. The test results indicated the features of different stress field. Therefore, the stress concentration factor ($K_t$) and the fatigue crack initiation behavior was illustrated different behavior according to each position of hole defect around the rivet hole in monolithic aluminum and Al/GFRP laminates.
Aluminum/Aramid Fiber Reinforced Plastic(Al/AFRP) laminates are applied to the fuselage-wing intersection. The main objective of this study was to evaluate the delamination zone behavior of Al/AFRP with a saw-cut and circular hole using average stress criterion and the effect of notch geometry. Mechanical tests were carried out to determine the cyclic-bending moment and delamination zone observed ultrasonic C-scan pictures. In case of Al/AFRP containing saw-cut specimen, the shape and size of the delamination zone formed along the fatigue crack. However, in case of Al/AFRP containing circular hole specimen, the shape and size of delamination zone formed two types. first type, delamination zone formed along the fatigue crack. Second type, not observed fatigue crack. Therefore, delamination zone was formed dependently of the circular hole shape.
It is not clearly known how defects or inclusions of a low carbon steel affect a fatigue strength. We study this issue using SM15C materials. The investigation is carried out by a quantitative evaluation, and experimental findings are: (1) a fatigue limit of A series smooth specimen is 205MPa, and that of B, C, D series is 245MPa, 304MPa and 245MPa, respectively. (2) the fatigue limit varies with respects to the stress distribution I the vicinity of a defects and crack. (3) the micro hole creates a half-circular shape crack, while the hole depth is not critical to the fatigue strength, (4) considering the fatigue strength, the hole diameter is more significant than the hole depth, and (5) Fatigue limit of artificially defected specimen is lower than that of a flawless one (5-10%), however, there exist allowance size and depth of defect which don't get to influence at fatigue limit.
본 연구에서는 자연적인 미소흠함주위에 발생, 전파하는 피로크랙의 거동을 검토하기 위하여, 기존재료가 갖고 있는 흠함이나 비금속개재물을 대신할 수 있다고 생각되는 크기가 다른 비관통 인공미성구멍을 갖는 여러 종류의 시험편을 준비하고, 이 시험편들이 갖는 인공미성구멍주위에 발생전파하는 피로크랙의 거동을, 금속현미경 관찰을 토대로 상세히 고찰하였다. 그리고 이러한 관찰을 기초로 하여 비관통인공미 성구멍의 대성에 따른 피로한계도거동에 대해서도 고찰하였다.
In this study, fatigue tests were performed to examine the effects of micro drill hole on fatigue limit of as cast and austempered ductile cast iron (ADI) using the rotary bending fatigue tester. As results, micro drill holes ($diameter{\leq}0.4mm$) did not influence the fatigue limit of ADI, compared to annealed ductile cast iron; the critical defect size of crack initiation, in ADI was larger than as cast. If the ${\sqrt{area}}$ of micro drill hole and graphite nodule in ADI are comparable, crack initiates at the graphite nodule. When the ruggedness developes through austempering treatment process, microstructure on crack initiation at micro drill hole is tougher than that of as cast ductile cast iron.
This work presents a study on development of a practical and quantitative technique for assessment of the structural health condition by piezoelectric Impedance-based technique associated with longitudinal wave propagaation. The natural frequency of the object has a tendency of frequency shifting according to hole size corresponded to real structure crack and crack size. In order to estimate the damage condition numerically, we suggest the evaluation method of Impedance peak frequency shift hF in this paper.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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