• 제목/요약/키워드: Crack propagation rate

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반타원 표면균열의 피로성장 거동에 관한 연구

  • 최용식;양원호;방시항
    • 대한기계학회논문집
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    • 제10권6호
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    • pp.916-922
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    • 1986
  • 본 논문에서는 여러 연구자들이 반타원형 표면균열에 대한 응력확대계수의 수 정계수(correction factor)을 이론해석, 수치해석 및 실험해석 등을 통하여 구했는데, 그 결과는 서로가 5∼100%의 차이를 나타내고 있는 것이다. 이 때문에 표면균열에 대한 연구보고는 다른 분야에 비하여 비교적 적은 편이며, 현재까지 펴면균열의 피로 성장거동에 대한 정열이 설정되어 있지 못한 실정인 것이다. 이에 저자들은 표면균 열의 피로성장거동에 대한 다각적인 연구계획을 추진하고 있는 중이며, 본 보고서는 그 제1단계 연구로서, 초기 표면균열의 크기가 피로균열성장거동에 미치는 영향을 규 명하기 위한 실험적인 연구결과이다.

고체 추진용 입자강화 복합재의 정적 균열 저항 거동 평가 (Assessment of Static Crack Resistance Behavior on Particulate Reinforced Composite for Solid Propellant)

  • 서보휘;최훈석;김재훈
    • 한국추진공학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.29-34
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    • 2014
  • 입자강화 복합재는 단단한 입자들과 고분자 매트릭스로 구성되어 있다. 현재 이 재료는 자동차, 건설 및 항공우주 산업까지 다양한 분야에서 사용되고 있다. 이 재료의 안전한 사용을 위해서 균열 저항 거동을 평가하는 것은 중요한 일이다. 특히 항공우주 산업에서 이 재료가 고체 로켓 연료로 사용될 때 균열은 심각한 문제를 야기할 수도 있다. 그렇기 때문에 균열 전파의 특성을 평가하는 것은 불가피한 일이다. 본 연구에서는 입자강화 복합재를 사용하여 균열 전파 시험을 수행하였다. 또한 디지털 이미지 상관법을 사용하여 시편 표면의 변형률 분포도를 나타내었다.

축 단면 내 대칭 위치의 미소 원공 결함에서 발생한 피로균열 특징 (The Characteristics of Fatigue Cracks Emanating from Micro Hole Defects Located Opposite Position of the Shaft Cross Section)

  • 송삼홍;배준수;안일혁
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.211-216
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    • 2001
  • The components with the circular cross section have the symmetric combination parts for rotating balance and the crack emanates from the symmetric combination parts. The symmetric cracks from symmetric combination parts make a decrease in the component fatigue life more than single crack. In this study, to estimate the behavior of symmetric cracks, the fatigue test was performed using rotary bending tester on the specimen with a symmetric defects in circular cross section. The material used in this study is Ni-Cr-Mo steel alloy. Under the same stress, the result from the rotary bending fatigue test turned out that the symmetric cracks made a decrease in the fatigue life by 35% more than single crack and the relation between log a and cycle ratio $N/N_f$ obtained linearly.

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고장력강 용접부의 해수중 부식피로균열 성장특성에 관한 연구 (A study on the characteristics of corrosion-fatigue-crack propagation in the welded parts of high tensile steels under sea water)

  • 김영식;박무창
    • 한국해양공학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.113-122
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    • 1987
  • Ships and offshore strrctures are exposed to the corrosive surroundings, and the extablishment of the design criteria and the elucidation on the influence by this environment are requested to maintain the safety and to demonstrate the function of the structure. In this paper, the fatigue-crack-growth behavior on the compact tension specimens of quenched, tempered HT80 grade steels and RA36 high tensile steels having a single edge fatigue cracked notch respectively, were investigated under the repeated tensile stress with constant stroke in sea water for the welded parts by shielded metal arc welding. Main results obtained are summerized as follows; 1. The fatigue-crack-growth rates da/dN in sea water appeared to be greater behavior than those in air environment at the same stress intensisy factor range $\DeltaK$. 2. The correlation data of da/dN$\DeltaK$ of the two kinds of high tensile steels in sea water showed no great difference, however, the correlation data of da/dN$\DeltaK/\sigma_y$($\sigma_y$ stands for yield strength of the material) showed that the fatigue-crack-growth behavior of RA36 plate is affected by active path corrosion(APC) mechanism, while that of HT80 grade plate is mainly affected by hydrogen embrittlement mechanism.

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3점 굴곡 실험에서 하중 속도 변화에 따른 단결정 실리콘 칩의 파괴강도 측정 (Fracture Strength Measurement of Single Crystal Silicon Chips as a Function of Loading Rate during 3-Point Bending Test)

  • 이동기;이성민
    • 대한금속재료학회지
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    • 제50권2호
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    • pp.146-151
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    • 2012
  • The present article shows how the fracture strength of single crystal silicon chips, which are generally used as semiconductor devices, is influenced by loading rate variation during a 3-point bending test. It was found that the fracture strength of the silicon chips slightly increases up to 4% with increasing loading rate for loading rates lower than 20 mm/min. Meanwhile, the fracture strength of the chips hardly increases with increase of loading rate to levels higher than 40 mm/min. However, there was an abrupt transition in the fracture strength within a loading rate range of 20 mm/min to 40 mm/min. This work explains through microscopic examination of the fracture surface of all test chips that such a big transition is related to the deflection of crack propagation direction from the (011) [${\bar{1}}00$] system to the (111) [${\bar{2}}11$] system in a particular loading rate (i.e. from 20 mm/min to 40 mm/min).

항공기용 하이브리드 복합재료의 섬유배향각에 따른 피로균열전파와 층간분리 거동

  • 김태수;송삼홍;김철웅
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.76-76
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    • 2004
  • 하이브리드 복합재료 중에서 적충형태의 Al/GFRP는 단일재 알루미늄에 비해 피로특성, 비강도, 비강성 등이 매우 우수하여 Fig. 1과 같이 항공기 주익 구조에 주로 적용된다. 그러나 이러한 Al/GFRP 적층재 역시 장시간에 걸쳐 비행하중을 받게 되면 다양한 형태의 파손이 발생할 수 있다. 이 중 알루미늄층과 섬유층 사이에서 발생하는 층간분리는 Al/GFRP 적층재의 대표적인 피로파손 형태이며, 현재 이러한 파손은 다 방면으로 연구되고 있다.(중략)

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원주방향 관통형 균열을 가지는 중공축의 비틀림에 의한 균열성장수명 예측 (Crack Growth Life Prediction of Hollow Shaft with Circumferential Through Type Crack by Torsion)

  • 김연희;박정선
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.1-8
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    • 2023
  • 회전익 항공기의 동력전달축은 경량화를 위하여 중공축을 적용하였으며 선형탄성 파괴역학을 이용해 균열 전파 거동을 예측할 수 있다. 본 논문에서는 유한요소해석을 통하여 원주방향 관통형 균열을 가지는 중공축의 균열성장수명을 예측하였다. 비틀림을 부여하고 균열을 고려한 요소를 형성하여 2차원 유한요소모델을 생성하였다. 초기 균열 길이를 정의하고 균열 길이를 증가시켜 유한요소해석을 수행해 균열 선단의 응력확대계수를 도출하였다. 응력확대계수가 중공축을 구성하는 재료의 파괴인성을 초과하기 직전의 길이를 한계 균열 길이로 정의한다. 응력확대계수 핸드북을 통해 응력확대계수를 계산하여 한계 균열 길이를 도출하고 균열성장속도식을 수치적분하여 각각의 균열성장수명을 비교해 제안한 유한요소해석 기법을 검증하였다.

강판 및 탄소섬유 sheet로 보강된 R/C 보의 피로거동에 관한 연구 (Study on the Fatigue Behaviors of R/C Beam Strengthened with Steel Plate and Carbon Fiber Sheet)

  • 심종성;홍영균;최완철;황의숭;이차돈;배인환;박성재
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1995년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.319-324
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    • 1995
  • Strengthening a damaged structure by bonding steel plate on the surface of cracked structural members have been widely accepted for strengthening the structural components Recently, however, caron fiber sheets have been developed in order to achive more effective way of strengthening damaged structures due to their superior material properties to those of conventionally used steel plates in terms of their lighter unit weight and higher tensile strength. It has been reported that when both methods are applied to a damaged beam element, flexural strength and its stiffness of a beam increase and the rate of crack development as well as crack width and edflection under service loads are reduced, In this study some experiments are performed in order to comparetively observe the structural properties of the damaged beams which are either strengthened with different lengths of steel plates or with carbon sheets on the crack propagation, failure mechanisms, and load-deflection charateristics under the fatigue loadings.

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Mechanical Properties and Electrical Discharge Machinability of $\beta$-Silon-TiB2 Composites

  • Park, Yong-Kap;Kim, Jun-Tae;Baik, Yong-Hyuck
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제5권1호
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    • pp.19-24
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    • 1999
  • The influences of TiB2 additions to the β-sialon on mechanical propeties and electrical discharge machinability were investigated. Samples were prepared by adding 15, 30 and 45 vol.% TiB2 particles as a second phase to a β-sialon matrix. The β-sialon-TiB2 composites were sintered by hot pressing in a nitrogen atmosphere at 1800℃ with pressure of 30 MPa. The fracture toughness of the composites was increased with TiB2 content except 45 vol.% TiB2 composite. The crack propagation and crack deflection were observed with a SEM for etched samples after vicker's indentation. The composites containing more than 30 vol.% TiB3 had resistivity lower than 10-3 Ω㎝. The electrical discharge machining (EDM) of composited was conducted with two kind of machines such as die-sinker and wire cutter. The machinability was evaluated with the cutting rate surface roughness after machining.

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혼합균열모델을 적응한 콘크리트 파괴의 유한요소해석 (Finite Element Analysis on Concrete Fracture using Homogenized Crack Model)

  • 송하원;방춘석
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.137-144
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    • 2003
  • Since quasi-brittle material like concrete shows strain localization behavior accompanied by strain softening, a numerical drawback such as mesh sensitivity is appeared in the finite element analysis. In this study, a homogenized crack model which overcomes the drawback and considers rate discontinuity in the constitutive equation is proposed for modeling of cracking in concrete and its propagation in strain softening regime. Then, a series of finite element analysis of the concrete under various loading conditions has been performed. From comparison of analysis results with experimental data, it is shown that failure behavior due to localized cracking of concrete under both compressive loading condition and tensile loading condition is well predicted by the homogenized crack model.

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