• 제목/요약/키워드: Stress Concentration factor

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A Study of the Development of the Stress Optic Law of Photoelastic Experiment Considering Residual Stress

  • Suh, Jae-guk;Hawong, Jai-sug;Shin, Dong-chul
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제17권11호
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    • pp.1674-1681
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    • 2003
  • Photoelastic experiment has two significant problems. The first problem is manufacturing a model specimen for complicated shapes of structures. The second problem is residual stress contained in the photoelastic model material. In this paper, the stress optic law that can be effectively used on photoelastic model materials with residual stress is developed. By using the stress optic law as developed in this research, we can obtain good results in photoelastic experiments using model material in which residual stress is contained. It is assured that the stress optic law developed in this research is useful. Therefore, it is suggested that the stress optic law considering residual stress can be applied to the photoelastic experiment for the stress analysis of the composite materials or bi-materials in which the residual stress is easily contained.

단이 진 인장부재 필릿과 구멍사이 응력집중에 관한 광탄성법 해석 (Analysis of Stress Concentration between Fillet and Hole in a Stepped Plate under Tensile Load by Photoelasticity)

  • 백태현;김명수;김영철
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제5권2호
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    • pp.207-214
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    • 2015
  • 기계구조물 부재의 단면에 구멍이 있거나 단면이 갑자기 변화하는 경우, 응력집중이 발생되며 대부분 재료의 파손에 매우 중요한 원인이 된다. 단면의 급격한 변화로 집중하중이 작용되는 지점 근방에서의 응력은 부재의 평균응력보다 훨씬 크게 작용하기 때문이다. 본 논문에서는 인장하중을 받는 단이 진 판재 모서리의 필릿과 구멍사이의 응력집중에 대해 살펴보았다. 응력 집중의 상호 작용 효과에 대해서 광탄성실험법과 상용 유한요소 소프트웨어 ANSYS로 해석하였다. 해석 결과로부터, 필렛 반경에서 서로 다른 위치에 있는 구멍은 상호 간섭작용으로 상이한 응력집중계수 값들을 일으킬 수 있다.

면내외 굽힘 효과를 고려한 최대 주응력 기반 계류 체인 피로 평가 기법 개발 (A Novel Procedure for Mooring Chain Fatigue Prediction based on Maximum Principal Stress Considering Out-of-Plane and In-Plane Bending Effects)

  • 정준모;한승오
    • 대한조선학회논문집
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    • 제53권3호
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    • pp.237-248
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    • 2016
  • As OPB and IPB moment-induced fatigue damage on mooring chain links were reported for a offloading buoy, verification of OPB and IPB fatigue has been a key engineering item in offshore structure mooring design. Mathematical and physical features of the conventional approach which was mainly explained in BV guideline are reviewed and disadvantages of the conventional approach are addressed in terms of stress proportionality and nonlinearity of OPB and IPB moments. In order to eradicate these disadvantages, a novel approach is newly proposed which is able to dispel apprehension on stress proportionality and is not dependent of nonlinearities of OPB and IPB moments. Significant differences between two approaches are suggested by comparing relations of OPB moment versus OPB interlink angle and IPB moment versus IPB interlink angle. For periodic OPB tension angle processes having three different OPB angle ranges with a simple irregular tension process, fatigue damage calculation reveals that OPB moment-induced fatigue damage has dominant portion to total fatigue damage. Comparative studies between two approaches also show that the conventional approach based on BV guideline predicts fatigue damage far conservatively since it assume unrealistic high stress concentration factor for tension load. Meanwhile IPB moment-induced fatigue damage is negligible compared to tension-induced fatigue damage.

자동차 클러치용 다이아프램 스프링 강(50CrV4)의 열처리 조건에 따른 내구특성에 관한 연구 (A Study on Durability Characteristics of Automobile Clutch Diaphragm Spring Steel According to Heat-Treatment Condition)

  • 남욱희;이춘열;채영석;권재도;배용탁;우승완
    • 한국정밀공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.137-143
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    • 2000
  • An automobile clutch diaphragm spring is operating in a closed clutch housing under high temperature and subject to high stress concentration in driving condition, which frequently causes cracks and fracture. The material of spring is required to possess sufficient fatigue strength and tenacity, which depend largely on the condition of tempering heat treatment. In this paper, specimens are made under a number of different tempering temperatures md tested to find the optimal tempering heat treatment condition. The experiments include the verification of microscopic structure, hardness, tensile strength, fatigue crack growth rate, stress intensity factor range and residual stress. Also, decarbonization, which occurs in actual heat treatment process, is measured and allowable decarbonization depth is studied by durability test.

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Bolt 연결 구조물의 구멍주위 균열의 응력확대계수 계산 (SIF of cracks of the holes in the Bolt-joint structure)

  • 심동철;이기수
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.727-730
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    • 2001
  • In many structures a common method of construction is to make use of bolted or riveted joints. With this type of joint the load is transmitted through a pin from one section of the structure to another. Fatigue cracks often start from the edges of holes, due to local stress concentration. In order to predict the fatigue crack growth, the stress intensity factor K for hole-edge cracks should be available. In this paper the stress intensity factors are computed for cracks in bolt-joint region considering the contact condition.

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유한 요소법에 의한 미소 원공 주위의 응력 분포에 대한 3차원 해석 (3-D Analysis of Stress Distribution Around Micro Hole by F.E.M.)

  • 송삼홍;김진봉
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1462-1471
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    • 1991
  • 본 연구에서는 미소 결함주위에서 발생, 전파하는 균열들에 미치는 초기 결함 깊이와 상호 간섭 영향을 검토하기 위하여 기존 재료가 갖고 있는 결함이나 비금속 개 재물로 대신할 수 있다고 생각되는 미소 원공의 크기를 변화시킨 모델에 대해 유한 요 소법을 이용하여 3차원적으로 응력을 해석하였다. 실제 사용하고 있는 부재에 결함 들이 존재할 경우 응력장의 간섭으로 피로 균열 진전이 가속화됨으로 미소 원공 주위 의 응력 분포 및 미소 원공사이의 응력장의 간섭과 미소 원공에서 발생, 전파하는 표 면 균열의 응력 확대 계수에 미치는 영향에 대하여 비교검토 하였다.

부분 관통 구멍이 있는 인장판의 주응력 분포 차이 해석 (Analysis of Principal Stress Distribution Difference of Tensile Plate with Partial Through-hole)

  • 박상현;김영철;김명수;백태현
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.437-444
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    • 2017
  • 기계구조물 부재의 단면에 구멍이나 또는 단면이 급격히 변화할 경우, 불연속 부분 주위에서 응력집중이 일어나며 파손이 발생하는 주요 원인이 된다. 그 이유는 부재에 작용하는 평균 응력보다 응력집중 부분에서 훨씬 큰 응력이 작용하기 때문이다. 본 논문에서는 시편의 부분 관통 구멍 주위에서 응력해석을 수행하여 구멍을 통과하는 선상의 주응력 차 값을 구하였다. 광탄성에서 최대주응력과 최소주응력의 차이는 등색프린지 차수와 재료의 프린지 상수를 곱한 값을 빛이 통과한 거리 즉, 시편의 두께로 나눈 값과 같다. 즉, 주응력의 차이는 광탄성 프린지 차수와 비례관계가 있으므로 유한요소해석에 의한 주응력 차이의 분포를 광탄성 실험결과에 비교할 수 있다. 유한요소 범용 소프트웨어인 ANSYS Workbench를 이용하였으며 유한요소법으로 해석된 값을 광탄성 실험으로부터 측정된 값과 비교한 결과 유사한 결과를 얻었다. 이로서 유한요소해석 결과는 실험결과와의 비교를 통해 타당성이 입증될 수 있었다. 또한 구멍깊이 변화에 따라 나타나는 응력분포를 사용하여 응력집중계수를 구하였다. 구멍깊이가 증가할수록 응력집중계수는 증가함을 나타냈다.

최대 최소 주응력 관계를 활용한 Cutout Panel 구조물의 피로해석연구 (Study on Fatigue Analysis for the Cutout Panel Structure using the Relation of Max-Min Principal Stress)

  • 신인수;박규철;문정원;홍승현
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.31-36
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    • 2015
  • The fatigue analysis for cutout panel used for the weight reduction of aircraft has been conventionally performed through the open hole concept using the reference stress and stress concentration factor (Kt). However, in the actual structure cases, the goal of weight reduction might be less meaningful due to the conservative approach induced by the difficulties of extracting the confident reference stress from FE-Analysis in the complicated loading behavior. Therefore a new approach is proposed in order to secure the effectiveness of weight reduction and validate the confidence of the analysis results using the interaction of max-min principal stress at the critical location of open hole edge line.