• 제목/요약/키워드: Fatigue design criterion

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프레팅 피로에서 2단계 균열성장과 분지 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Stage II Crack Growth and Branching in Fretting Fatigue)

  • 정현수;조성산
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권11호
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    • pp.1137-1143
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    • 2015
  • 프레팅 피로균열의 2단계 성장과 분지, 즉 균열이 경사방향으로 성장하다가 방향을 전환하여 수직방향으로 성장하는 과정을 유한요소법으로 해석하였다. 해석에서 A7075-T6의 프레팅 피로실험자료를 이용하였다. 균열성장방향을 결정하는 기준으로 최대 접선응력확대계수, 최대 접선응력확대계수범위, 최대 균열성장속도의 적용 가능성을 검토하였다. 하나의 기준으로는 분지 전후의 균열성장방향을 모사할 수 없고, 분지 전후에 다른 기준을 적용하면 모사가 가능하였다. 또한 분지가 발생하는 균열 길이를 결정하는 방법도 제시하였다.

용접잔류응력을 고려한 STS301L 플러그 및 링 용접부의 피로설계 자동화에 관한 연구 (A Study on Fatigue Design Automation of Plug- and Ring-type Gas-welded Joints of STS301L Taking Welded Residual Stress into Account)

  • 백승엽;윤기호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권9호
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    • pp.1137-1143
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    • 2010
  • 가스용접 구조물의 장 수명 피로설계기준(fatigue design criterion)을 결정하기 위해서는 정확한 응력해석과 체계적인 피로강도평가가 필요하다. 그러나 실 구조물로부터 피로설계기준을 결정하는 것은 대단히 어려우므로 구조물의 기계적 구조적 특성을 만족하는 간편 시편을 만들어서 $\Delta{\sigma}-N_f$ 관계를 도출하여 피로강도를 평가하고 있다. 그리고 가스용접에 의해 제작된 실 구조물의 피로설계를 위해서는 피로균열발생과 파단 기점이 되는 용접부의 용접잔류응력(welding residual stress)이 고려되어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 플러그 및 링 가스용접 이음재에 대한 용접잔류응력을 고려하기 위해 용접 열 사이클(heat cycle)에 의한 비선형 열해석(non-linear thermal analysis)과 열 응력(thermal stress) 해석을 수행하고, 실험 치와 비교 분석하여 용접잔류응력을 고려한 응력 진폭-피로수명($(\sigma_a)_R-N_f$) 관계를 도출하여 자동적으로 피로설계기준을 제시할 수 있도록 하고자 하였다.

Safety and antifatigue effect of Korean Red Ginseng capsule: A randomized, double-blind and placebo-controlled clinical trial

  • Yang, Yi;Wang, Hong;Zhang, Ming;Shi, Mengxue;Yang, Cailing;Ni, Qiang;Wang, Qi;Li, Jing;Wang, Xuemei;Zhang, Chen;Li, Zhi
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제46권4호
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    • pp.543-549
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    • 2022
  • Background: In physical activity or labor, the human body is in a state of high intensity stress, and all parts or physiological functions of the body respond positively to maintain or balance the need for movement. The human body has many physiological changes in the process of movement, and fatigue is the external manifestation of various complex changes inside the human body. Fatigue is also a physiological mechanism of self-protection after the body reaches a certain level of activity, which can prevent the occurrence of life-threatening excessive functional failure. The generation of fatigue is a very complex process, and its mechanism has not been concluded yet. Therefore, it is an important work to search and screen the effective components of natural plants that have anti-fatigue effect and to explore their mechanism. Methods: This was a 8-week, randomized, double-blind, placebo-controlled clinical trial. A total of 110 subjects who passed physical examination were included according to the scheme design, and randomly divided into a test group which was given KRG and a placebo control group. The calculation is carried out according to the standard of sub-high-intensity exercise test. Results: There was no adverse effect on safety index of subjects after taking red ginseng capsule. After KRG treatment, subjective strength grade is significant lower than placebo treatment. Blood lactic acid content is significantly get lower after trial in KRG group, and significant lower than placebo group. Creatine phosphokinase(CK) content is significantly get lower after trial in KRG group, and significant lower than placebo group. Conclusion: According to the criterion in the test scheme, the result shows that KRG is helpful on relieving physical fatigue.

AASHTO 설계법을 이용한 아스팔트 콘크리트 포장체의 피로파괴준식 개발에 관한 연구 (Development of Failure Criterion for Asphalt Concrete Pavement Based on AASHTO Design Guide)

  • 김수일;이광호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.59-65
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    • 1991
  • 본 연구에서는 국내 고속도로의 표준단면들을 포함한 포장구조 해석모델을 사용하여 아스팔트 콘크리트 포장체의 피로파괴 기준식을 개발하였다. 해석 대상 모델은 쇄석 및 아스팔트 안정처리 기층을 갖는 2430개의 4충 포장구조로 하였으며, 각 모델의 물성을 공용성 한계를 PSI=2.5로 한 AASHTO 설계식과 다층 탄성해석 프로그램인 SINELA에 적용, 포장체의 통과예상 교통량과 아스팔트 콘크리트층 하단에서의 최대 인장 변형률과의 관계를 회귀분석하였다. 분석 결과로부터, 신뢰도 50%와 95% 수준의 파괴기준식을 제안하였다. 타 연구결과와 비교한 결과 신뢰도 95% 수준의 파괴기준식은 균열의 발생을 공용성 한계로 보는 기존의 피로 파괴기준식과 같은 정도의 교통량을 추정하고 있음을 알 수 있었다. 또한 신뢰도 수준에 따른 파괴기준식을 신뢰도 50%, 수준의 파괴기준식으로부터 간접 추정할 수 있는 관계식을 제안하였다.

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토크 로드 부품의 정하중 및 피로하중하에서의 성능평가 연구 (A study on performance evaluation of rod rubber bushing under static and fatigue loadings)

  • 이순복;김완두
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.1320-1329
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    • 1990
  • 본 연구에서는 토크로드의 여러가지 성능시험이 하능한 시험기의 설계와 개발 에 관하여 논하려 한다. 토크 로드의 정적 성능은, 반경방향 스프링 특성시험 및 비 틀림 방향 스프링 특성시험 그리고 회전토크 특성시험 등을 통하여 평가된다. 그러 나, 이들 세가지 성능시험을 위한 시험기를 각각 개발할 경우 소요비용이 과다해진다. 따라서, 한정된 예산과 시험기 개발후 시험평가 공정의 간소화 등을 고려하여, 본 시 험기는 3대의 시험기로써 하여야 할 기능을 한대의 시험기로써 할수 있도록 개발하였 다. 시험기 개발에 따른 기술적인 고찰과, 본 시험기로 정하중에서의 토크 로드 부 품의 성능시험을 수행하고 서어보 유압식 구조물 피로 시험기를 사용하여 동 부품의 피로 내구성 시험을 실시하고, 고무의 조성변화, 접착성 개선 등을 통해 내구성을 향 상시킴으로 국산화 개발을 가능케 한 기술적 내용들을 살펴 보고자 한다.

Out-of-plane ductile failure of notch: Evaluation of Equivalent Material Concept

  • Torabi, A.R.;Saboori, Behnam;Kamjoo, M.R.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제75권5호
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    • pp.559-569
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    • 2020
  • In the present study, the fracture toughness of U-shaped notches made of aluminum alloy Al7075-T6 under combined tension/out-of-plane shear loading conditions (mixed mode I/III) is studied by theoretical and experimental methods. In the experimental part, U-notched test samples are loaded using a previously developed fixture under mixed mode I/III loading and their load-carrying capacity (LCC) is measured. Then, due to the presence of considerable plasticity in the notch vicinity at crack initiation instance, using the Equivalent Material Concept (EMC) and with the help of the point stress (PS) and mean stress (MS) brittle failure criteria, the LCC of the tested samples is predicted theoretically. The EMC equates a ductile material with a virtual brittle material in order to avoid performing elastic-plastic analysis. Because of the very good match between the EMC-PS and EMC-MS combined criteria with the experimental results, the use of the combination of the criteria with EMC is recommended for designing U-notched aluminum plates in engineering structures. Meanwhile, because of nearly the same accuracy of the two criteria and the simplicity of the PS criterion relations, the use of EMC-PS failure model in design of notched Al7075-T6 components is superior to the EMC-MS criterion.

실하중 이력에 의한 조인트의 동적강도해석 (Dynamic Stress Analysis of joint by Practical Dynamic Load History)

  • 송준혁;강희용;양성모
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.118-123
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    • 2001
  • Most structures of automobile are composed of many substructures connected to one another by various types of mechanical joints. In automotive engineering, it is important to study these connected structures under various dynamic farces for the evaluations of fatigue life and stress concentration exactly. It is rarely obtained the accurate load history of specified positions because of the errors such as modeling, measurement, and etc. In the beginning of design, exact load data are actually necessary for the fatigue strength and life analysis to minimize the cost and time of designing. In this paper, the procedure of practical dynamic load determination is developed by the combination of the principal stresses of F.E. analysis and experiment. Inverse problem and least square pseudo inverse matrix are adopted to obtain an inverse matrix of analyzed stresses matrix. Pseudo-Practical dynamic load was calculated for Lab. Test of sub-structure. GUI program(PLODAS) was developed for whole of above procedure. This proposed method could be extended to any geometric shape of structure.

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남한의 아스팔트 콘크리트 설계온도 추정에 관한 연구 (Evaluation of Design Temperature for Asphalt Concrete in South Korea)

  • 이광호;김수일
    • 대한토목학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.77-85
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    • 1992
  • 아스팔트 콘크리트 포장체는 기후변화에 따라 각 층의 물성이 변화하는 특성을 갖고 있다. 따라서 아스팔트 콘크리트 포장체의 설계 및 해석에 있어서는 물성변화 특성을 고려한 대표적 기후조건에서 포장재료의 물성치를 적용하여, 포장체의 설계 또는 구조해석을 실시하여야 할 것이다. 본 연구에서는 아스팔트 콘크리트 포장체의 설계 및 해석과 관련하여 우리나라에 적합한 대표적 기후조건인 설계온도를 추정하기 위하여, damage effect 분석에 의한 설계온도 추정 알고리즘을 제안하고 이를 전산화하였다. 분석대상 지역은 서울, 대전, 부산 3지역으로 하고 각 지역의 기후특성자료와 정부, 호남, 남해고속도로의 6개 포장단면에 본 연구 제안의 알고리즘 해석과정을 적용하여 국내조건의 설계온도를 추정하였으며, 추정한 설계온도 조건에 적합한 아스팔트 콘크리트 포장체의 파괴기준식을 제안하였다. 연구결과 우리나라의 설계온도는 $17^{\circ}C$가 적합함이 밝혀졌다. 설계온도 $17^{\circ}C$는 아스팔트 콘크리트 표층온도 $23.6^{\circ}C$에 해당되기 때문에 현재 국내에서 사용되는 재료 온도 $20^{\circ}C$에서의 아스팔트 콘크리트 표층 재료의 물성치(AASHTO의 경우)는 과대 평가되고 있음을 알 수 있었다. 또한, 본 연구에서의 설계온도 추정치, $17^{\circ}C$는 SHELL Design Chart에 의한 결과와 유사함을 알 수 있었다.

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교량 구조물의 유체유발 진동해석 (Flow-induced Vibration Analysis of Bridge Girder Section)

  • 박성종;권혁준;이인;한재흥
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.402-409
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    • 2004
  • Numerical analysis of static and dynamic wind effects on civil engineering structures was performed. Long-span suspension bridges are flexible structures that are highly sensitive to the action of the wind. Aerodynamic effect often becomes a governing factor in the design process of bridges and aeroelastic stability boundary becomes a prime criterion which should be confirmed during the structural design stage of bridges because the long-span suspension bridges are prone to the aerodynamic instabilities caused by wind. If the wind velocity exceeds the critical velocity that the bridge can withstand, then the bridge fails due to the phenomenon of flutter. Buffeting caused by turbulence results in structural fatigue, which could lead to the failure of a bridge. Navier-Stokes equations are used for the aeroelastic analysis of bridge girder section. The aeroelastic simulation is carried out to study the aeroelastic stability of bridges using both Computational Fluid Dynamic (CFD) and Computational Structural Dynamic (CSD) schemes.

불규칙 가진시 하이브리드기법을 이용한 실동하중 해석시스템 (Analysis System for Practical Dynamic Load with Hybrid Method under Random Frequency Vibration)

  • 송준혁;양성모;강희용;유효선
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제16권6호
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    • pp.33-38
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    • 2008
  • Most structures of vehicle are composed of many substructures connected to one another by various types of mechanical joints. In vehicle engineering, it is important to study these jointed structures under random frequency vibration for the evaluations of fatigue life and stress concentration exactly. It is rarely obtained the accurate load history of specified positions in a jointed structure because of the errors such as modeling, measurement, and etc. In the beginning of design, exact load data are actually necessary for the fatigue strength and life analysis to minimize the cost and time of designing. In this paper, the hybrid method of practical dynamic load determination is developed by the combination of the principal stresses from F. E. Analysis and test of a jointed structure. Least square pseudo inverse matrix is adopted to obtain an inverse matrix of analyzed stresses matrix. The error minimization method utilizes the inaccurate measured error and the shifting error that the whole data is stiffed over real data. The least square criterion is adopted to avoid these errors. Finally, to verify the proposed system, a heavy-duty bus is analyzed. This measurement and prediction technology can be extended to the different jointed structures.