국내 승용차용 삼원촉매담체의 경우 배기가스 변환 효율이나 압력 강하 등은 엔진 효율 측면에서 만족되고 있지만 열적 내구성은 요구 내구 수명을 만족시키지 못하여 차량정비현장에서 상당한 파손사고가 발견되고 있다. 본 논문에서는 이러한 현상의 원인을 밝히기 위하여 국내 승용차용 삼원촉매담체에서 발생되는 열응력을 온도측정자료와 단순한 열응력 모델을 이용하여 구하였으며 열피로 성능은 확정론적 강도가 아닌 확률과 크기 및 피로 인자를 고려한 확률론적 설계 강도로 평가함으로서 확정론적 설계 강도에 의한 열피로 성능 평가 방법을 극복하였다.
해양환경에서 사용되는 선박이나 해양구조물은 해수환경에서 쉽게 부식이 발생한다. 본 연구에서는 구조용 강재에서 부식생성물의 존재가 피로강도에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 이를 위하여 부식생성물을 제거한 시험편과 부식생성물이 부착된 시험편의 피로강도를 비교하고 부식생성물의 강도분담에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서 부식생성물은 피로강도분담효과가 있으며, 부식생성물을 제거한 시험편의 피로강도는 부식생성물이 부착되어 있는 시험편보다 피로강도감소계수가 18.1% 감소하였다. 이상의 연구에서 부식생성물 내에서 강도상 유해물질이 없는 한 부식생성물은 피로강도에 유익함을 알 수 있었다.
In this study, SPCC cross-tension type specimens produced under various spot welding conditions were tensile and fatigue tested. Decrease of 2 kA in normal current condition of 10 kA caused a large amount of reduction in both static joining strength and fatigue life. And 2 kA increase resulted in increase of static joining strength and an increase in low cycle regime but a decrease in high cycle regime, revealing the fact that fatigue strength rather than static joining strength would be a major factor during design process in view of the body endurance. As a results of estimating the fatigue lifetimes of various types of spot weld specimens. equivalent stress intensity factor is the proper parameter for predicting the lifetimes of various types of specimens. which can be expressed as ${\Delta}K_{eq}(N/nm^{1.5})=11550N^{-0.36}_{f}$.
The relaxation of stress concentration in notched members can be very significant in the improvement of notched strength and fatigue life. This paper investigated the relationship of stress concentration factor, and notched strength and fatigue life. The stress concentration factors were analyzed by FEM. Uniaxial tensile and fatigue tests were carried on plain woven composite specimens which have a main hole and two defence holes. From experimental results, the notched strength and the fatigue limit increased up to about 50% and 30% respectively due to the reduction in stress concentration. The fatigue lives predicted by Juvinall's approach were underestimated than test results and this trends were remarkable as nothed strength increased. This is because of the underestimation of a coefficient. A in S-N curve (.sigma.$_{ar}$ =A $N_{f}$$^{B}$). Therefore, considering notched strength the coefficient A was modified. The fatigue lives by this process were agreed well with the experimental results.sults.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제31권4호
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pp.385-393
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2007
The strength evaluation of the most weakest junction part is required for the safety design of all structures. Most of all. in order to enhance the reliability and safety of the welding part. whose use is the highest, it is very important to establish the efficient structure manufacturing technology by studying and investigating the evaluation of fatigue strength in various environments. This study analyzed the relations of da/dN, and th according to the welding methods of SMAW, FCAW, and SAW. In the stage II. the value of stress intensity factor range was the highest in SMAW welding method of stress ration R=0.1, and appeared under the sequence of FCAW and SAW and as the completion section of stress intensity factor was low, threshold stress intensity factor was lowly formed in da/dN - The fatigue life of each welding method is sensitively worked in high stress ratio. judging from the fact that the width of life reduction increases in the high stress ratio zone compared to the width of life reduction in the low stress ratio zone. In the fatigue limit of welding methods before corrosion. the welding of SMAW and FCAW shows the same fatigue limit compared to Base metal, and SAW holds the lowest fatigue limit value.
기구나 구조물의 피로수명은 노치에서의 피로균열 방생수명에 의하여 지배되기때문에 노치로 인한 피로강도감소계수 $K_f$는 피로설계상 대단히 중요한 인자이다. 노치 선단(Notch root)에서의 피로균열발생명수 N$_c$를 기준으로하면 탄성응력집중계수 $K_t$가 10 정도까지 $K_f$와 $K_t$간에는 거의 직선적인 관계가 있음이 이다- 고에 의하여 명석해졌으나 이는 인장,압축의 축력이 작용하였을 때이며 따라서 기구나 구조부재는 축력외에도 굽힘 피로 하중이 작용하였을때도 많으므로 본 연구에서는 굽힘 피로 하중을 받았을때도 있다. -고의 결론이 적용되는지는 검시코져 본 연구를 실시하였다.
Fatigue crack initiated in welded tubular joints due to cyclic loading may produce harmful effect on the integrity of the tubular structures. To study such effect, both fatigue and static tests on nine circular tubular T-joint specimens made of carbon steel materials were carried out. The specimens were subjected to tensile loading in both fatigue and static tests. The load-displacement relation, the crack propagation and the failure mode of the specimens are all analyzed. The deterioration of the static strength of the cracked T-joints is also investigated and evaluated through an area reduction factor. Experimental results indicate that the static strength of a tubular T-joint with a surface crack seems to decrease slightly while a through crack has relatively remarkable effect on the reduction of the static strength. Additionally, experimental results also show that the toughness of the materials and the geometry of the specimens play an important role on the failure process of cracked tubular T-joints.
국내 승용차용 삼원촉매의 경우 열적 내구성을 만족시키지 못하고 조기 파손되는 사례가 증가하고 있다. 이것은 차량의 배기가스 정화장치의 신뢰성에 치명적 손상을 유발시키므로 삼원촉매의 내구성 평가 모델을 파악할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 세라믹 모노리스 담체에서 발생되는 열응력을 구한 뒤 강도저하계수모델과 파손확률을 기초로 삼원촉매의 열적 내구성을 평가하였다.
본 연구에서는 강교 부재를 대상으로 시간에 따른 부식과 교통량(트럭통행량)의 변화 영향을 반영한 피로 취약도 평가 방법을 제안하였다. 제안된 방법을 통해 부식과 교통량 변화를 고려할 수 있는 피로에 대한 한계상태함수를 설정하였다. 부식의 영향은 평균부식깊이와 피로강도감소계수와의 관계를 이용하여 한계상태함수에서 피로저항의 감소로써 반영되었다. 트럭통행량의 변화는 세 가지 대표적인 변화양상을 설정하여 기간별로 실제 변화에 맞게 모델링함으로써 한계상태함수에서 하중의 증가로 반영되었다. Monte-Carlo 시뮬레이션을 이용하여 신뢰성 해석을 수행하도록 하였으며, 이를 바탕으로 시간이력 피로 취약도 곡선을 도출하였다. 검증예제와 실제 국내 강교에 적용하여 제안된 피로 취약도 평가방법을 검증하였다.
Fatigue design rules for welds in the ASME Boiler and Pressure Vessels Code are based on the use of Fatigue Strength Reduction Factors(FSRF) against a code specified fatigue design curve generated from smooth base metal specimens without the presence of welds. Similarly, stress intensification factors that are used in the ASME B3l.1 Piping Code are based on component S-N curves with a reference fatigue strength based on straight pipe girth welds. But the determination of either the FSRF or stress intensification factor requires extensive fatigue testing to take into account the stress concentration effects associated with various types of component geometry, weld configuration and loading conditions. As the fatigue behavior of welded joints is being better understood, it has been generally accepted that the difference in fatigue lives from one type of weld to another is dominated by the difference in stress concentration. However, general finite element procedures are currently not available for effective determination of such stress concentration effects. In this paper, a mesh-insensitive structural stress method is used to re-evaluate the S-N test data, and then more effective method is proposed for pressure vessel and piping fatigue design.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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