Fundmental fatigue crack propagation tests with C-T type specimens were conducted at various load ratios (R) such as 0.1, 0.3 and 0.5 in T6 and Thermomechanically treated (TMT) conditions of 7039 Al alloy. Better mechanical properties from monotonic test as well as fatigue crack propagation were obtained by TMT process owing to uniform distribution of fine microstructures and non-existence of precipitation free zone (PFZ). Through the measurement of Kop and ${\Delta}K$ at various R the concept of effective stress intensity factor range ratio, U was reviewed to asses the load ratio effect on fatigue crack propagation. A relationship between U and variables such as ${\Delta}K$ and R was obtained empirically. This may enable us to predict ${\Delta}K_{eff}$ that is of critical importance for prediction of fatigue crack propagation rate.
Various equipments in plants are welded with two different materials and it is required to investigate the effects of fatigue crack propagation on the neighborhood of a welded portion. The characteristics of fatigue crack growth in the base metal of carbon and stainless steel, in the carbon and stainless steel sides located in the neighborhood of welded portion (carbon/stainless steel), respectively and welded portion, are investigated. The results show that the crack growth in the welded portion (carbon/stainless steel) is an average value of the crack growths in the carbon and stainless steel respectively located in the neighborhood of the welded portion. It is found that the crack growth in the welded portion is not significantly different from those in the carbon and stainless steel sides. Hence it can be concluded that the structure welded with two different materials wold not impede the integrity based on the fatigue crack growth.
Recently, axle load, operating speed and traffic density on railroads have had a tendency to increase and thereby cause additional pressure applied on used track. These operating conditions frequently result in service failure due to wear caused by wheel-rail contact and fatigue damage under cyclic loading. Among rail defects, the transverse crack, which has been the most dangerous type of fatigue damages, is developed from the subsurface crack near the rail running face and grows perpendicular to the rail surface. Therefore, it is necessary to investigate systematically the growth behavior of transverse crack for rail steel under mixed mode. In this study, the fatigue crack growth behavior of the transverse crack in rail steel was experimentally investigated under mixed-mode variable amplitude loadings.
The p-version crack model based on integrals of Legendre polynomial and virtual crack extension method is proposed with its potential for application to stress intensity factor computations in linear elastic fracture mechanics. The main advantage of this model is that the data preparation effort is minimal because only a small number of elements are used and the high accuracy and the rapid rate of convergence can be achieved in the vicinity of crack tip. There are two important findings from this study. Firstly, the limit value, the strain energy of the exact solution can be estimated with successive three p-version approximations by ascertaining the approximations is entered the asymptotic range. Secondly, the rate of convergence of p-version model is almost twice that of h-version model on the basis of uniform or quasiuniform mesh refinement for the cracked panel problem subjected tension.
Environmental fatigue crack propagation of CF8M and CF8A steels used in the domestic PWR were investigated on the simulated PWR condition(Temperature: $316^{\circ}C$, Pressure: 15MPa). The test equipment for environmental fatigue(high temperature-high pressure loop, autoclave, load frame, measurement system) were designed. As-received and 60-year aged specimens were used in the test. To compare with environmental fatigue test, another test was performed in the air condition. The fracture surface of specimens were difficult to verify the fracture modes such as striation, intergranular crack and cleavage and so on. As the ferrite content of CF8M is increased, more particles covered fracture surface were peeled.
The fatigue growth behavior of short cracks were studied various load ratios. Computer-aided unloading elastic compliance method was employed to measure the closure and the length of short cracks. In the dc/dN-$\Delta$K relationships. the decreasing behavior of the growth rate of short cracks is due to the decrease of crack opening ratio with increasing crack length. Irrespective of load ratio. the growth rate of short cracks can be well decribed in terms of the effective stress intensity factor range $\Delta$K$_{eff}$, which is calculated on the base of crack closure. dc/dN-$\Delta$K$_{eff}$ relationships of short cracks are found to coincide well with the corresponding long crack relationships. accordingly. the growth rate of short cracks can be predicted using that of long cracks.ort cracks can be predicted using that of long cracks.cks.
The corrosion fatigue crack propagation characteristics of SS41 steel in 3.5% NaCl solution have been evaluated for loading frequencies of 1Hz and 0.2Hz. A sine wave loading profile was used for fatigue testing. Each test was carried out at a constant stress ratio, R(0.1). The main results are summarized as follows; 1. Fatigue crack propagation rate was higher in 3.5% NaCl solution than in air, higher in the base metal than in the weld metal, and higher at f =0.2Hz than at f =1Hz. 2. The crack closure level of the base metal was not influenced by cyclic frequencies, but that of the weld metal was much influenced. 3. When the crack closure effect was eliminated in the evaluation of crack propagation characteristics by using $\Delta K_{eff}$, the envirommental influence was distinctly observed. At the base metal, crack propagation rate was enhanced by the hydrogen embrittlement, and the weld metal was reduced by the crac closure. 4. There was clearly observed hydrogen embrittlement and severely corroded aspect at fracture surface of lower frequency than that of higher frequency, and at that of base metal than that of the weld metal.
The components with the circular cross section have the symmetric combination parts for rotating balance and the crack emanates from the symmetric combination parts. The symmetric cracks from symmetric combination parts make a decrease in the component fatigue life more than single crack. In this study, to estimate the behavior of symmetric cracks, the fatigue test was performed using rotary bending tester on the specimen with a symmetric defects in circular cross section. The material used in this study is Ni-Cr-Mo steel alloy. Under the same stress, the result from the rotary bending fatigue test turned out that the symmetric cracks made a decrease in the fatigue life by 35% more than single crack and the relation between log a and cycle ratio $N/N_f$ obtained linearly.
The fatigue life of ship structure under cyclic loading condition is made up of initiation and propagation stages. In this study, crack growth test is carried out on large scale structure test specimens and fracture mechanical analysis is performed. The fatigue lives measured from fatigue tests are compared with DNV, Matsuoka and BS 5400 S-N curve. And to predict the crack initiation life, S-N curve, corresponding to crack length 20mm at welded joint, is developed based on hot spot stress range. Also crack propagation life is calculated using crack growth equation. Consequently, computed crack propagation life is compared with experiment results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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