• 제목/요약/키워드: Normalized stress intensity factor

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강의 피로균열지연거동에 미치는 과대하중의 영향과 통계적 변동에 관한 연구 (Influence of overload on the fatigue crack growth retardation and the statistical variation)

  • 김선진;남기우;김종훈;이창용;박은희;서상하
    • 한국해양공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.76-88
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    • 1997
  • Constant .DELTA.K fatigue crack growth rate experiments were performed by applying an intermediate single and multiple overload for structural steel, SM45C. The purpose of the present study is to investigate the influence of multiple overloads at various stress intensity factor ranges and the effect of statistical variability of crack retardation behavior. The normalized delayed load cycle, delayed crack length and the minimum crack growth rate are increased with increasing baseline stress intensity factor range when the overload ratio and the number of overload application were constant. The crack retardation under low baseline stress intensity factor range increases by increasing the number of overload application, but the minimum crack growth rate decreases by increasing the number of overload application. A strong linear correlation exists between the minimum crack growth rate and the number of overload applications. And, it was observed that the variability in the crack growth retardation behavior are presented, the probability distribution functions of delayed load cycle, delayed crack length and crack growth life are 2-parameter Weibull. The coefficient of variation of delayed load cycle and delayed crack length for the number of 10 overload applications data are 14.8 and 9.2%, respectively.

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인장과 굽힘을 받는 반무한 평판내의 분기균열 해석 (Analysis of a Branched Crack in a Semi-Infinite Plate Under Tension and Bending Moment)

  • 김유환;범현규;박치용
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.433-440
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    • 2002
  • 본 연구에서는 균일한 인장과 굽힘을 받는 반무한 평판내의 분기균열에 대하여 해석하였다. 중첩의 원리를 이용하여 인장과 굽힘을 받는 분기균열에 대하여 응력 및 모멘트 확대계수를 해석하였다. 응력확대계수는 유한요소법과 J 기저 상호매개적분을 이용하여 해석하였고, 모멘트확대계수는 균열선단의 모멘트로부터 모멘트외삽을 이용하여 계산하였다 무차원화된 응력확대계수와 모멘트확대계수에 대한 수치해석 결과는 분기균열 길이와 주균열의 비, 그리고 분기균열각의 함수로 나타내었다.

Static and Dynamic Fracture Analysis for the Interface Crack of Isotropic-Orthotropic Bimaterial

  • Lee, Kwang-Ho;Arun Shukla;Venkitanarayanan Parameswaran;Vijaya Chalivendra;Hawong, Jae-Sug
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제16권2호
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    • pp.165-174
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    • 2002
  • In the present study, interfacial cracks between an isotropic and orthotropic material, subjected to static far field tensile loading are analyzed using the technique of photoelasticity. The fracture parameters are extracted from the full-field isochromatic data and the same are compared with that obtained using boundary collocation method. Dynamic photoelasticity combined with high-speed digital photography is employed for capturing the isochromatics in the case of propagating interfacial cracks. The normalized stress intensity factors for static cracks are greate. when ${\alpha}$: 90$^{\circ}$(fibers perpendicular to the interface) than when ${\alpha}$=0$^{\circ}$(fibers parallel to the interface), and those when ${\alpha}$=90$^{\circ}$are similar to ones of isotropic material. The dynamic stress intensity factors for interfacial propagating cracks are greater when ${\alpha}$=0$^{\circ}$ than ${\alpha}$=90$^{\circ}$. For the velocity ranges (0.1 < C/C$\sub$s1/<0.7) observed in this study, the complex dynamic stress intensity factor │K$\sub$D/│increases with crack speed c, however, the rate of increase of │K$\sub$D/│with crack speed is not as drastic as that reported for homogeneous materials.

直交 異方性 無限平版 內部의 圓孔周圍 龜裂 解析 (Analysis of cracks emanating from a circular hole in an orthotropic infinite plate)

  • 정성균;홍창선
    • 대한기계학회논문집
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    • 제11권6호
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    • pp.895-903
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    • 1987
  • 본 연구에서는 참고문헌 (16)과 (17)에서 등방성과 이방성에 각각 처음으로 제시한 수정 사상 선점법(modified mapping-collocation method)을 이용해서 직교 이 방성 무한 평판 내부의 원공 주위 균열 문제에 대한 혼합모우드 응력 강도 계수를 구 하고자 한다. 본 문제는 기하학적으로 복잡하고 재료의 이방성이 강하기 때문에 해 가 아직 보고되어 있지 않다. 먼저 이론적 해석을 전개함으로써 규열 면에서의 무부 하 조건과 무한점에서의 경계 조건을 완전하게 만족시킨다. 그 후 나머지 원공 경계 에 최소 자승 선점 과정(least square collocation procedure)을 적용하여 근사해를 얻게 된다. 균열 선단 응력 특이성에 미치는 원공 경계 및 이방성의 효과를 알아보 기 위해서 여러가지 형태의 적층판에 대한 응력 강도 계수를 무차원화된 균열 길이의 함수로 나타내 보았다.

S45C 강의 피로균열전파 지연거동의 영향인자에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Factors that Affect Fatigue Crack Growth Retardation Behavior in S45C Steel)

  • 김선진;안석환
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권3호
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    • pp.470-477
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    • 2001
  • Constant ΔK fatigue crack growth tests were performed by applying an intermediate multiple overload for S45C steel. The purpose of the present study is to investigate effects of specimen thickness at various baseline stress intensity factor range levels (ΔK(sub)b), overload application position (a/W) and overload application frequency (OL(sub)HZ) on fatigue crack growth retardation behavior. The principal results are summarized as follows. The amount of retardation for a given ΔK(sub)b level is increased with increasing the baseline stress intensity factor range level for all specimen thickness. The normalized minimum crack growth rate is increased with increasing the specimen thickness, except for ΔK=45MPa√m. The retardation cycle is decreased with increasing a/W and increased with OL(sub)HZ.

전단하중을 받는 복합 적층재 중앙균열의 응력확대계수 (Stress Intensity Factors for a Center Cracked laminated Composites under Shear Loading)

  • 오재협;김성호;옹장우
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권5호
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    • pp.838-848
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    • 1992
  • 본 연구에서는 김성호등의 형상모델인 Fig.1(b)에서 전단하중이 작용하는 경 우에 대한, 복합재료의 탄성층 내부(레진층)에 존재하는 중앙균열의 응력확대계수 산 출을 위하여 균열부위를 제외하고는 섬유층과 레진층이 완전히 접착되었다고 가정한 모델을 다음과 같이 설정 하였다. 접착레진을 주로하는 탄성층(resin rich layer)을 중심으로 상하 각1개의 섬유층(fiber rich layer)과 균질한 특성을 갖는 복합재료의 층으로 단순화하였으며, 복합재료는 레진층이나 섬유층에 비하여 무한히 두꺼우므로 반무한체로 이상화 하였다. 선형탄 이론에 의한 혼합경계조건문제(mixed boundary value problem)로 부터 제2종 Fredholm 적분방정식(fredholm integral equation of a second kind)을 유도하였으며 수치해석적인 방법에 의하여 응력확대계수를 구하였다. 또한, 복합재료의 재료물성 및 균열길이, 섬유두께등이 기하학적 변수에 대하여 응력 확대계수를 산출하였다.

X-선 회절을 이용한 피로하중을 받는 일반구조용강의 잔류응력에 관한 연구 (A Study on Residual Stress for Fatigue Fracture Surface in General Purpose Structural Steel using X-ray Diffraction)

  • 조석수;장득열;주원식
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제7권8호
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    • pp.248-261
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    • 1999
  • The fatigue life of mechanical components and structures has been influenced by mechanical, material and environmental conditions. It is important to search out the load type and size for accurate cause of fracture at the damaged surface of material. The fractographic method by x-ray diffraction can utilize residual stress $\sigma$_r and half-value breadth B and find out the types and the mechanical conditions of fracture. This study showed the relationship between fracture mechanical parameters $\Delta$K, $K_{max}$ and X-ray residual stress $\sigma$_r for normalized SS41 steel with homogeneous crystal structure and M.E.F. dual phase steel(martensite encapsulated islands of ferrite). The fatigue crack propagation tests were carried out under stress ratios 0.1 and 0.5. The x-ray diffraction technique according to crack propatation direction was applied to fatigue fractured surface. Residual stress $\sigma$_r was independent on stress ratios by arrangement of $\Delta$K. The equation of $\sigma$_r$\Delta$K was established by the experimental data. Therefore, fracture mechanical parameters can be estimated can be estimated by the measurement of X-ray parameters.

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