• 한국기계가공학회지
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• 제11권4호
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• pp.82-89
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• 2012

In order to clarify the effect of overload on crack growth behaviors, fatigue tests for overload were carried out for round plain specimens of SM45C steel. In the experiment, typical semi-elliptical crack shape was found and further crack growth behaviors were tested. Using three types of single overload fatigue tests, Crack growth retardation phenomenon were examined. The growth rate of surface crack(da/dN) during retardation period was analyzed in terms of ${\Delta}K$ and ${\Delta}K_{eff}$. On the growth rate of surface crack analyzed by ${\Delta}K$, the dependence of overload stress levels appears. However, on the growth rate by ${\Delta}K_{eff}$ obtained by Willenborg analysis, there is a liner relationship between da/dN and ${\Delta}K_{eff}$ with narrow scatter band.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.267-275
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• 2012

본 연구에서는 모드 I의 변동진폭하중 하에서 평판의 두께관통 균열성장을 예측하고 예측결과를 실험을 통해 검증하였다. 균열성장 모델을 위해 과하중으로 인한 균열가속과 지연효과를 고려하는 Huang의 모델식을 이용하였다. 실험적 검증을 위해 Al6016-T6 평판 균열을 제작하여 변동하중을 부여하고 균열길이를 일정 주기로 육안 측정하였다. 측정데이터로부터 모델 변수를 추정하기 위해 베이지안 접근법에 기반한 파티클 필터 방법을 이용하였고, 이를 통해 위험크기까지의 미래 거동 및 잔존수명을 확률적으로 예측하였으며, 이를 실제 실험한 결과와 비교하였다. 그 결과 변동하중에 의한 균열지연이 잘 예측됨을 확인하였고, 측정 데이터가 증가할수록 예측된 중앙값(median)이 실제와 점점 더 일치하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권1호
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• pp.48-57
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• 2007

사용 중인 항공기 구조를 모사하여 리벳구멍 주위에 피로균열이 존재하는 AA2024-T3 박판을 CFRP 복합재 패치로 접합하여 보수한 후 피로균열 성장거동을 음향방출(AE)을 측정하면서 관찰하였다. 패칭의 효과로 균열성장속도의 뚜렷한 감소와 균열이 인접한 리벳 구멍으로 전파되는 시간을 지연시키는 효과가 있음을 확인하였다. 그리고 패칭 후 균열성장에 의해 탐지된 신호와 패치와 알루미늄 사이의 접합계면 분리에 의한 신호의 구별 가능성을 다변량 자료분석 기법인 주성분분석을 통해 알아보았다. 그 결과 균열성장에 따른 AE신호는 계면분리에 따른 AE신호에 비해 중심주파수가 높고 작은 에너지를 가지는 반면, 계면분리 신호는 균열성장 신호에 비해 상승시간이 길고 중심주파수가 상대적으로 낮으며 비교적 큰 에너지를 가진 것으로 나타났다. 따라서 AE신호의 유형인식 방법은 AE 발생원의 위치표정 결과와 결합할 경우 패치 접합으로 보수된 구조에서의 피로균열 성장거동을 예측하는 방법으로 충분히 활용될 수 있다.

• 한국기계가공학회지
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• 제12권5호
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• pp.42-49
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• 2013

In this study, in order to analyze the crack retardation behaviors, effective plastic zone concept was proposed. By use of the proposed concept, crack retardation period, compressive residual stress and variation of effective plastic zone shapes were obtained. The results were compared with those of Willenborg model. Retardation period, compressive residual stress and effective plastic zone size obtained by using effective plastic zone concept were larger then the results obtained by using Willenborg analysis. Effective stress intensity factors obtained by using effective plastic zone concept were smaller then the results obtained by using Willenborg analysis.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.597-602
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• 2001

A method for the retardation of fatigue crack growth using ring indentation at the vicinity of a crack is examined. Residual stresses near crack tip are evaluated using fracture mechanics approach. The motivation is to develop a simple and effective method for obtaining an increase in fatigue lives to total failure of materials with crack. Fatigue testing of aluminum specimen showed that the retardation effects are observed after the application of the method.

• 한국기계기술학회지
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• 제13권2호
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• pp.31-37
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• 2011

Sheet aluminum alloys have been used in manufacturing of machine structures. In fatigue crack propagation behavior of thin sheet aluminum alloys, it is important that fatigue crack growth rate is affected by crack closure phenomenon. In this work, we analyzed the characteristics of fatigue crack propagation behavior in experiment of constant stress condition for thin sheet Al 2024-T3 alloys, and identified the retardation behavior of crack growth by comparing experimental results of thin and thick plate specimen. We attempt to operate the fatigue life estimating process using the fatigue related material constants from referred fatigue crack propagation analysis. And we analyzed the experimental and prediction results of fatigue life of thin sheet aluminum alloy in order to identify the relation between retardation behavior of fatigue crack growth and crack closure phenomenon.

• 한국해양공학회지
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• 제6권1호
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• pp.96-104
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• 1992

Aircraft structures and engineering structures are always subject to variable amplitude loads. Variable amplitude loads include some kind of loading history; for example, constant amplitude load, single peak overload and block overload etc. Crack growth under variable amplitude loading exhibits retardation effect. In this study, the 4 point bending fatigue test was performed by hydrolic servo fatigue testing machine on 7075-T6 Al-alloy. The retardation effect of overload ratio and numbers of overload cycle was quantitatively studied. 1) Change of retardation effect against increment of overload ratio is more evident when the multiple overload is applied than single overload is done. 2) The number of overload cycle is very important factor about the crack growth retardation effect when the overload ratio is more than 1.75; that is not when the overload ratio is less than 1.75. 3) Overload affected zone size increased gradually by increment of crack growth retardation effect. 4) Crack driving force is more greatly reduced when the crack tip branched off two direction than it sloped to one direction.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제5권4호
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• pp.67-77
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• 2002

This paper introduces the calibration results of the fatigue crack growth models for damage tolerance analysis of the aircraft structures. Generalized Willenborg model and Wheeler model are calibrated with experimental data tested under the load spectrum of a trainer. The retardation factors such as, shut-off ratio in Generalized Willenborg model and shaping exponent in Wheeler model, are evaluated for aluminum alloys AL2024-T3511, AL7050-T7451 and AL7075-T73511. It is shown that the retardation effect of the crack growth rate depends on the yield strength of material and the maximum stress in the load spectrum. Generalized Willenborg model and Wheeler model give satisfactory prediction of crack growth life but the calibration of the experimental parameters with test is required.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1193-1199
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• 1990

본 연구에서는 가공경화지수 (n)가 서로 다른 몇가지 재료를 선택하고 과대하 중의 비 (%PL)를 달리하는 단일 과대하중 피로 시험을 행하여 재료의 가공경화지수가 피로 균열 진파의 지연거동에 미치는 영향과 아울러 균열닫힘현상과의 관계를 구명하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.773-782
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• 2002

본 연구에서는 향후 사용빈도가 증가할 것으로 예상되는 SM570, POSTEN60 및 POSTEN80 강재를 대상으로 용접선 방향이 피로균열성장속도에 미치는 영향, 용접방법 및 강도등급에 따른 피로균열성장특성, 그리고 각 재질별(모재부, 열영향부, 용접금속부) 피로균열 성장특성을 정량적으로 평가하기 위해서 CT시험편을 제작해서 일련의 피로시험을 실시하였다. 피로시험결과 노치가 용접선과 평행한 시험체의 경우 노치선단에 존재하는 압축잔류응력의 영향으로 노치가 용접선과 직각인 시험체의 경우보다 피로균열성장속도의 지연현상이 현저해지는 것을 알 수 있었다. 그리고 용접 방법에 따른 피로균열성장특성은 강재의 강도등급에 관계없이 FCAW가 SAW에 비해서 피로균열성장속도의 분산이 적게 나타나고 있으며, 또한 높은 응력확대계수범위 영역에서 피로균열성장속도의 수렴현상이 나타나는 것을 알 수 있었다. 한편 본 피로시험결과와 기존의 연구결과를 비교하면 피로균열성장영역에서의 피로균열성장속도는 유사한 경향을 나타내고 있으므로 본 연구에서 대상으로 한 강재는 피로안전성을 충분히 확보하고 있음을 알 수 있었다.