Because of a complicated behavior of fatigue in mechanical structures, the analysis of fatigue is in need of much researches on life prediction. A method is developed for the dynamic tensile strength analysis by simple tensile test, which is for the failure life prediction by lethargy coefficient of various materials. Then it is programed to analyze the failure life prediction of mechanical system by virtue of fracture. Thus the dynamic tensile strength analysis is performed to evaluate life parameters as a numerical example, using the developed method.
The failure of material structures or mechanical system is considered as a direct or indirect result of fatigue. In the design of mechanical structure for estimating of reliability, the prediction of failure life is the most important failure mode to be considered. However, because of a complicated behavior of fatigue in mechanical structure, the analysis of fatigue is in need of much researches on life prediction. This document presents a prediction of fatigue life of the SAPH45 steel, which is extensively for vehicle frame. The method using lethargy coefficient and stress distribution factor at pediction of fatigue life based on the consideration of the failure characteristics from the tensile test should be provided in this study.
섬유강화 세라믹스 복합재료의 파괴예측 가능성을 알아보기 위해서 탄소섬유와 WC분말입자를 전기 전도상으로 이용하여 재료 스스로가 파괴예측 기능을 가지도록 한 SiC섬유강화 $Si_3N_4$세라믹스기 복합재료를 1773K에서 1시간 동안 hot-press하여 제작하였다. 4점 굽힘 시험하는 동안 전기저항 변화를 측정하여 파괴예측 기능을 평가하였다. 그 결과 전기정항은 재료의 파괴거동과 밀접한 관계를 가지면서 변화함을 알았다. 특히 분말형태의 전기전도상의 첨가는 본 복합재료의 파괴과정을 낮은 응력단계로부터 예측하는데 유용하였다. 결과적으로 이러한 재료설RP의 신개 (파괴예측기능)의도입은 $Si_3N_4$기 세라믹스를 구조재료로 이용함에 있어서 큰 문제가 되고 있는 신뢰성 확보에 새로운 기능을 준다고 생각되었다. 생각되었다.
By using the finite element method, the Oyane's ductile fracture integral I was calculated from the histories of stress and strain according to every element and then the forming limit of hydroforming process could be evaluated. The fracture initiation site and the forming limit fer two typical hydroforming processes, tee extrusion and bumper rail under different forming conditions are predicted in this study. For tee extrusion hydroforming process, the pressure level has significant influence on the forming limit. When the expansion area is backed by a supporter and bulged, the process would be more stable and the possibility of bursting failure is reduced. For bumper rail, the ductile fracture integral I is not only affected by the process parameters, but also by the shape of preforming blank. Due to no axial feeding on the end side of the blank, the possibility of cracking in hydroforming of the bumper rail is influenced by the friction condition more strongly than that of the tee extrusion. All the simulation results show reasonable plastic deformation, and the applications of the method could be extended to a wide range of hydroforming processes.
Structural integrity assessment of defected pipe is important in fitness for service evaluation and proper engineering assessment is needed to determine whether pipelines are still fit for service. This paper present a failure prediction of gas pipes made of APIl X65 steel with gouge using stress-modified true fracture strain, which is regarded as a criterion of ductile fracture. For this purpose, API X65 pipes with gouge are simulated using elastic-plastic FE analyses with the proposed ductile failure criterion and the resulting burst pressures are compared with experimental data. Agreements are quite good, which gives confidence in the use of the proposed criteria to defect assessment fer gas pipelines. Then, further extensive finite element analyses are performed to obtain the burst pressure solution of pipes with gouge as a function of defect depth, length and pipeline geometry.
In order to reasonably predict damage extents of naval ships under in-compartment explosion (INCEX) loads, two conditions should be fulfilled in terms of accurate INCEX load generation and fracture estimation. This paper seeks to predict damage extents of various naval ships by applying the CONWEP model to generate INCEX loads, combined with the Hosford-Coulomb (HC) and localized necking (LN) fracture model. This study selected a naval ship with a 2,000-ton displacement, using associated specifications collected from references. The CONWEP model that is embedded in a commercial finite element analysis software ABAQUS/Explicit was used for INCEX load generation. The combined HC-LN model was used to simulate fracture initiation and propagation. The permanent failures with some structural fractures occurred where at the locations closest to the explosion source points in case of the near field explosions, while, some significant fractures were observed in way of the interfaces between bulkheads and curtain plates under far field explosion. A large thickness difference would lead to those interface failures. It is expected that the findings of this study enhances the vulnerability design of naval ships, enabling more accurate predictions of damage extents under INCEX loads.
본(本) 논문(論文)에서는 콘크리트의 파괴실험을 통하여 파괴거동을 규명하고 파괴에너지를 결정하였으며, 이로부터 파괴에너지 예측공식을 도출하였다. 콘크리트의 파괴실험은 3 점휨하중실험을 수행하였으며 초기균열길이에 따른 파괴거동과 파괴에너지의 변화특성을 규명하기 위하여 초기균열길이를 보깊이의 각각 0, 0.2, 0.4, 0.6 배로 하였다. 본 실험으로부터 하중-처짐곡선이 자동으로 기록되었으며, 이 하중-처짐곡선하의 면적이 콘크리트의 파괴에너지를 결정하기 위하여 이용되었다. 본 연구에서 도출된 파괴에너지 예측공식은 콘크리트구조물의 파괴해석을 위해 효과적으로 이용될 수 있으며, 파괴에너지가 콘크리트의 인장강도와 골재크기에 의존하고 있음을 나타내고 있다. 또한, 본 연구에서는 콘크리트보의 최대하중을 계산하기 위하여 소위 등가균열길이 개념용 고안하였으며, 이를 위하여 등가균열길이에 대한 예측공식을 제안하였다. 본 등가균열길이 개념은 R-curve 등(等)에 의하지 않고도 파괴하중을 계산할 수 있는 효과적인 개념으로 분석되고 있다.
접착제 이용 결합 조인트의 하중지지 능력 예측 기법은 점착제를 이용한 접합 조인트 설계에 있어서 가장 중요한 기술이다. 본 연구 계면 파괴역학을 이용하여 복합재료/금속 접착 조인트의 하중지시 능력을 예측하는 기법을 소개한다. 구체적으로 복합재료/탄소강 결합의 접착 강도를 계면 균열의 에너지 방출률과 계면 파괴인성치 개념을 사용하여 평가하는 방법을 제시 검증하였다. 계면 균열의 에너지 방출률은 유한요소해선 결과를 이용한 가상 균열 닫음 기법 (VCCT)을 사용하여 계산하였으며, 게면 파괴인성치는 이종재료 ENF (end-notched flexure) 시편을 고안하여 측정하였다. 고안된 이종 재료 ENF 시편을 사용하여 시편의 두께에 상관없이 일관된 Mode II 계면 파괴인성치를 측정할 수 있음과 양면 겹치기 접합 조인트의 특성 에너지 방출률이 측정된 계면 파괴인성치와 일치함을 확인하였다. 따라서 에너지 방출률에 근거한 계면 균열 진전 기준은 접착 조인트의 하중지지 능력을 신뢰성 있게 예측하는 실제적인 설계 도구로서 활용될 수 있다.
Fatigue life prediction of pressure vessel is studied analytically using cumulative damage models and linear elastic fracture mechanics method. The stresses are analyzed by finite element method. During operation, the maximum stress occurs at the outside of neck region while fatigue analysis indicates that the bottom of nozzle part has the shortest fatigue life. Previously proposed fatigue life prediction equation and cumulative damage model are modified successfully by introducing reference fatigue modulus. It is found that the modified life prediction equation and damage model are useful for lower stress level application.
Stainless steel has widely been used in various industrial fields because it has high corrosion resistance. But, we have little design data about the creep life prediction of SUS316L stainless steel. Therefore, in this study, a series of creep tests and study on them under 16 constant stress and temperature combined conditions have been performed to get the creep design data and life prediction of SUS316L stainless steels and we have gotten the following results. First, the stress exponents decrease as the test temperatures increase. Secondly, the creep activation energy gradually decreases as the stresses become bigger. Thirdly, the constant of Larson-Miller parameters on this alloy is estimated about 10. And last, the creep rupture fractographs show the intergranular ductile fracture with many dimples.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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