Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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v.19
no.6
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pp.804-811
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2010
The fatigue crack propagation is stochastic in nature, because the variables affecting the fatigue behavior are random and have uncertainty. Therefore, the fatigue life prediction is critical for the design and the maintenance of many structural components. In this study, fatigue experiments are conducted on the specimens of magnesium alloy AZ31 under various conditions such as thickness of specimen, the load ratio and the loading condition. The probability distribution fit to the fatigue failure life are investigated through a probability plot paper by these conditions. The probabilities of failure at various conditions are also estimated. The fatigue design life is predicted by using the Weibull distribution.
Recently, as the building structure has been larger, higher, longer and more specialized, the demand of material with high-strength concrete for building has been increasing. In this research, silica-fume was used as an admixture in order to get a high-strength concrete. From the test result, High-strength concrete with cylinder strength of 1,200kgf/$\textrm{cm}^2$ in 28-days was produced and tested. The static test was carried out to measure the ultimate load, the initial load of flexural and diagonal cracking, crack patterns and fracture modes. The load versus strain and load versus deflection relations were obtained from the static test. The relation of cycle loading to deflections on the mid-span, the crack propagation and the modes of failure according to cycle number, fatigue life and S-N curve were observed through the fatigue test. Based on the fatigue test results, high-strength reinforced concrete beams failed to 57~66 percent of the static ultimate strength. Fatigue strength about two million cycles from S-N curves was certified by 60 percent of static ultimate strength.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.21
no.1
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pp.35-42
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2008
In the nuclear power plant, early detection of fatigue crack by non-destructive test (NDT) equipment due to the thermal cyclic load is very important in terms of strict safety regulation. To this end, many efforts are exerted to the fabrication of artificial cracked specimen for practicing engineers in the NDT company. The crack of this kind, however, cannot be made by conventional machining, but should be made under thermal cyclic load that is close to the in-situ condition, which takes tremendous time due to the repetition. In this study, thermal loading condition is investigated to minimize the time for fabricating the cracked specimen using simulation technique which predicts the crack initiation and propagation behavior. Simulation and experiment are conducted under an initial assumed condition for validation purpose. A number of simulations are conducted next under a variety of heating and cooling conditions, from which the best solution to achieve minimum time for crack with wanted size is found. In the simulation, general purpose software ANSYS is used for the stress analysis, MATLAB is used to compute crack initiation life, and ZENCRACK, which is special purpose software for crack growth prediction, is used to compute crack propagation life. As a result of the study, the time for the crack to reach the size of 1mm is predicted from the 418 hours at the initial condition to the 319 hours at the optimum condition, which is about 24% reduction.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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v.9
no.4
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pp.154-160
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2000
Martensitic stainless steels containing 12%Cr are commonly used in quenched and tempered conditions. The quenching heat treatment involves annealing to obtain austenite and to dissolve the carbides , followed by cooling to transform the austenite into martensite and often to cause carbide predipitation. In this study, we used three different tempered specimens which were temperated at 30$0^{\circ}C$, 67$0^{\circ}C$ and 75$0^{\circ}C$ . The crack propagation and fracture toughness tests were performed on this three different specimens. The experimental results showed that the highest value of crack growth rate and the lowest value of fracture toughness were observed in the specimen which were temperated at $600^{\circ}C$, however, when the specimen were temperated at 75$0^{\circ}C$, the vale of crack growth rate was significantly decreased and the value of fracture toughness was significantly increased as compared to which were temperated at $600^{\circ}C$.
In this paper, dynamic behavior of steel fiber reinforced concrete(SFRC) by experimental method is discussed. Because of its improved ability to dissipate energy, impact resistance and fatigue behavior, SFRC has a better dynamic behavior than that of plain concrete. Dynamic behavior is influenced by longitudinal reinforcement ratio, volume and type of steel fiber, strength of concrete and the stress level. Impact resistance and fatigue behavior in the SFRC has been evaluated from dynamic experimental test data at various levels of cracked states in the elements.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.11
no.5
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pp.140-146
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2003
Metal matrix composites had generated a lot of interest in recent time because of their high specific strength and stiffness in specific properties. It was also highlighted as the material of frontier industry because strength, heat-resistance, corrosion-resistance and wear-resistance were superiored. In this study, the strength properties of $Al_{18}B_{4}O_{33}$/AC4CH composites were represented mixing the binder of $SiO_2$. It was also fabricated by squeeze casting. $Al_{18}B_{4}O_{33}$/AC4CH was fabricated at the melt temperature of $760^{\circ}C$, the perform temperature of $700^{\circ}C$ and mold temperature of $200^{\circ}C$ under the pressure of 83.4MPa. Consequently, fatigue life was observed roughly in the order of AC4CH> nobiner> $SiO_2$, independently on crack propagation direction and stress ratio.
Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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v.9
no.2
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pp.33-42
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1972
This paper was studied on the behavior, crack formation and propagation of slip bands on low carbon steel which was heat-treated in three conditions in order to change metallic structure. The specimens were tested by rotating bending fatigue testing machine and also observed the variations of grains by microscope. From the test results it was clear that fatigue endurance limit and life of low carbon steel were more increased in contrast with the case that the grain size of specimen was more decreased. Slip bands developed at oil-quenched specimen and furnace-cooled specimen. Formed cracks in the first one or two grains below the surface were approximately "planar" type, there after they followed "wavy" type. It was also found that cracks at 30% higher stress than fatigue limit were usually developed inter-granular, and cracks at 12% higher stress than fatigue limit were propagated meandering path, partly trans- and partly inter-grandular.
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.23
no.2
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pp.156-164
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2003
STS316L had been used as the structural material for energy environmental facilities, because austenite stainless steels like 316L have superior mechanical properties of which toughness, ductility, corrosion resistant and etc. However, those welded structures are receiving severe damage due to increasing of the aged degradation. Most studies until now have been carried out against fatigue behaviors of weldments, and were not well studied on nondestructive evaluation methods. In this study, the fatigue crack propagation behavior of STS316L weldment usually used for vessels of the nuclear power plant was investigated. Also, the degradation characteristics of 316L stainless steel weldments were evaluated by the ultrasonic parameter such as ultrasonic velocity, attenuation factor and time-frequency analysis. The results of this study can be used as a basic data for the prediction of the fatigue crack life of weldments structures without disjointing or stopping service of structures in service.
Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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v.28
no.1
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pp.61-70
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1992
In this study, corrosion fatigue test of SAPH45 steel was performed by the use of plane bending fatigue tester in marine environment and investigated fracture surface growth behavior of base metal and heat affected zone corrosion fatigue. The main results obtained are as follows: 1) Fracture surface growth of heat affected zone (HAZ) is delayed more than that of base matel (BM), and they tend to faster in seawater than in air. 2) Corrosion sensitivity to corrosion fatigue life of HAZ is more susceptible than that of BM. 3)In the case of the corner crack by corrosion fatigue, the correlation between the propagation rate of fracture surface area(dA/dN) and stress intensity factor range(ΔK) for SAPH45 are applied to Paris rule as follows: dA/dN=C(ΔK) super(m) where m is the slope of the correlation, and is about 6.60-6.95 in air and about 6.33-6.41 in seawater respectively.
The increase in waste tires has brought serious environmental problems. Using waste tires rubber particles as aggregate in concrete can reduce pollution and decrease the usage of natural aggregate. The paper describes an investigation on flexural bearing capacity of self-compacting concrete (SCC) pavement slabs containing crumb rubber. Cyclic loading tests with different stress ratios and loading frequencies are carried out on SCC pavement slabs containing crumb rubber. Based on Paris Law and test data, the fatigue life of SCC pavement slab containing crumb rubber is discussed, and a revised mathematical model is established to predict the fatigue life of SCC pavement slab containing crumb rubber. The model applies to different stress ratios and loading frequencies. The fatigue life of SCC pavement slab containing crumb rubber is affected by the stress ratio and loading frequency. The fatigue life increases with the increase of stress ratio and loading frequency. Real-time acoustic emission (AE) signals in the SCC pavement slab containing crumb rubber under cyclic loading are measured, and the characteristics of crack propagation in the SCC pavement slab containing crumb rubber under different stress ratios and loading frequencies are compared. The AE signals provide abundant information of fracture process zone and crack propagation. The variation of AE ringing count, energy and b-value show that the fracture process of SCC pavement slab containing crumb rubber is divided into three stages.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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