• Title/Summary/Keyword: 기계 하중 시험

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항공기 구조 설계에서의 손상허용 해석

  • 권정호
    • Journal of the KSME
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    • v.30 no.2
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    • pp.131-140
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    • 1990
  • 손상 허용 설계 개념의 목적은 항공기 성능의 최대 관건이 구조물 무게가 과도하게 증가하는 것 을 방지하고 동시에 충분한 신뢰도를 만족시키는데 있다. 이러한 테크놀로지의 설계 적용에 대하 여 몇 가지 중요한 점을 지적하면 결함 검사를 위하여 외부에서 접근이 용이하게 설계되어야 하 고 단일 하중 전달 구조에 비하여 다중 하중 전달 구조가 바람직한 것이다. 또한 해석적 방법에 대하여 충분한 시험으로 해석과정의 유효성이 인정되어야 하며 일반적으로 전체 구조의 수명을 위하여 재료의 인성치를 증가시키는 것보다 균열 검출 기술을 향상시켜 검출 가능 결함 크기를 낮추는 것이 효과적이라 할 수 있다.

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Fatigue Life Estimation of Induction-Hardened Drive Shaft Under Twisting Loads (비틀림 하중을 받는 고주파열처리 드라이브 차축의 피로수명 평가)

  • Kim, Tae Young;Kim, Tae An;Han, Seung Ho
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.41 no.6
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    • pp.567-573
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    • 2017
  • The drive shaft of passenger vehicle has an important role in transmitting the torque between the power train system and the wheels. Torsional fatigue failures occur generally in the connection parts of the spline edge of the drive shaft, when there is significant fatigue damage under repeated twisting loads. A heat treatment, an induction hardening process, has been adopted to increase the torsional strength as well as the fatigue life of the drive shaft. However, it is still unclear how the extension of the induction hardening process in a used material relates to its shear-strain fatigue life range. In this study, a shear-strain controlled torsional-fatigue test with a specially designed specimen was conducted by an electro-dynamic torsional fatigue test machine. A finite element analysis of the drive shaft was carried out using the results obtained by the fatigue experiment. The estimated fatigue life was verified through a twisting load test of the real drive shaft in a test rig.

Durability Test and Micro-Damage Formation of Rubber Hose for Automotive Hydraulic Brake (자동차 유압브레이크용 고무호스의 내구성 시험 및 미세손상에 관한 연구)

  • Kwak, Seung-Bum;Choi, Nak-Sam;Lim, Young-Han
    • Composites Research
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    • v.21 no.1
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    • pp.40-45
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    • 2008
  • Rubber hose assembly for automotive hydraulic brake during operation is subject to combined stresses of cyclic pressure, cyclic bending and torsion as well as thermal load. The rubber hose is composed of ethylene-propylene diene monomer(EPDM) rubber layers reinforced by polyvinyl acetate(PVA) braided fabrics. A durability tester with loading rigs for inducing the above cyclic stresses was used to investigate failure mechanisms in the rubber hose assembly. Failure examination was performed at every 100 thousands cycles of bending and torsion. Hose samples were sectioned with a diamond-wheel cutter and then polished. The polished surface was observed by optical microscope and scanning electron microscope (SEM). Some interfacial delamination with a length of about 1mm along the interface between EPDM rubber and PVA fabrics was shown at the test cycles of 400,000. The delamination induced some cracking into the outer rubber skin layer to leading the final rupture of the hose.

Influence of Indenter Tip Geometry and Poisson's Ratio on Load-Displacement Curve in Instrumented Indentation Test (계장화 압입시험의 하중-변위 곡선에 미치는 선단 형상 및 푸아송비의 영향)

  • Lee, Jin Haeng
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.38 no.9
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    • pp.943-951
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    • 2014
  • The tip geometries of the pyramidal and conical indenters used for micro/nano-indentation tests are not sharp. They are inevitably rounded because of their manufacturability and wear. In many indentation studies, the tip geometries of the pyramidal indenters are simply assumed to be spherical, and the theoretical solution for spherical indentation is simply applied to the geometry at a shallow indentation depth. This assumption, however, has two problems. First, the accuracy of the theoretical solution depends on the material properties and indenter shape. Second, the actual shapes of pyramidal indenter tips are not perfectly spherical. Hence, we consider the effects of these two problems on indentation tests via finite element analysis. We first show the relationship between the Poisson's ratio and load-displacement curve for spherical indentation, and suggest improved solutions. Then, using a possible geometry for a Berkovich indenter tip, we analyze the characteristics of the load-displacement curve with respect to the indentation depth.

High Cyclic Fatigue Life and Fracture Behaviors of Shot-Peened Bearing Steel (쇼트피닝 처리를 한 베어링강의 고사이클 피로수명 및 파괴거동)

  • Yoon, Sang-Jae;Choi, Nak-Sam
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.35 no.9
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    • pp.1119-1129
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    • 2011
  • Shot-peening effects on the fatigue behavior of bearing steel were investigated under the high cyclic loading. Hourglass shape specimens were made of bearing steel(JIS-SUJ2) for rotary bending fatigue tests. Two kinds of treatments were performed : a heat treatment and a shot-peened surface treatment after the heat treatment. The fracture surfaces of specimens were classified into two types of fracture mode : the surface fracture mode induced by a surface defect and the internal fracture mode induced by a nonmetallic inclusion. Inclusion depth and shape affected considerably the fatigue life. Shot-peening treatment improved much the fatigue life of the bearing steel under low and high levels of cyclic loads. Probabilistic-stress-life (P-S-N) curves were suggested for the reliable fatigue life estimation of the improved bearing steel.

Analysis of the Segment-type Ring Burst Test Method for the Mechanical Property Evaluation of Cylindrical Composite Pressure Vessel (원통형 복합재료 압력 용기의 기계적 물성 평가를 위한 세그먼트 형 링 버스트 시험 방법 분석)

  • Kim, Woe Tae;Kim, Seong Soo
    • Composites Research
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    • v.34 no.4
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    • pp.257-263
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    • 2021
  • Composite materials have been widely applied for fabricating pressure vessels used for storing gaseous and liquid fuel because of their high specific stiffness and specific strength. Accordingly, the accurate measurement of their mechanical property, particularly the burst pressure or fracture strain, is essential prior to the commercial release. However, verification of the safety of composite pressure vessels using conventional test methods poses some limitations because it may lead to the deformation of the load transferring media or provoke an additional energy loss that cannot be ignored. Therefore, in this study, the segment-type ring burst test device was designed considering the theoretical load transferring ratio and applicable displacement of the vertical column. Moreover, to verifying the uniform distribution of pressure of the segment type ring burst test device, the hoop stress and strain distribution of ring specimens were compared with that of the hydraulic pressure test method via FEM. To conduct a simulation of the fracture behavior of the composite pressure vessel, a Hashin failure criterion was applied to the ring specimen. Furthermore, the fracture strain was also measured from the experiment and compared with that of the result from the FEM.

An Experimental Study on the Fatigue Crack Propagation Behavior Under Mixed-Mode Single Overload (혼합모드 단일과대하중 하의 피로균열 전파거동에 관한 실험적 연구)

  • Song, Sam-Hong;Lee, Jeong-Moo;Hong, Suck-Pyo
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2003.04a
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    • pp.119-124
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    • 2003
  • In this study, retardation behavior of fatigue crack under single overloading of the mixed mode I+II state was experimentally investigated. To produce single overload in the mixed mode I+II state, the compact tension shear (CTS) specimen and loading device were used. The propagation tests for fatigue crack were performed under mode I loading overloading afterwards. We examined the observed deformation aspects, variation of fatigue life and crack propagation rate, and the aspects of retardation behavior from tests. The retardation effect of mixed-mode single overload on fatigue crack propagation behavior was smaller than that of mode I single overload. It has been confirmed that the retardation behavior did not immediately appear and the retardation length was short when the component of mixed-mode overload was changed.

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Evaluation of Mechanical Properties on Cryogenic Structrual Steel JN1 Weldments and Heat Treated Materials by Using Miniaturized Small Specimen (소형 시험편에 의한 극저온 구조용강 JN1의 용접부 및 열처리재의 기계적성질 평가)

  • Gwon, Il-Hyeon;Hashida, Toshiyuki;Jeong, Se-Hui
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.6 no.9
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    • pp.905-918
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    • 1996
  • 초전도 마그네트 구조용 부재로 최근 개발된 오스테나이트계 스테인레스강 JN1 모재, GTA 용접부 및 열처리재에 대한 기계적 성질을 조사하기 위해 실온(293K)에서 극저온(4K)까지의 온도에서 소형펀치(Small Punch)시험을 실시하였다. GTA 용접부의 용융선 근방의 극저온 기계적 성질은 모재와 용접금속에 비해 크게 저하하였다. 4K에서 실험된 용융선 시험편으로 얻어진 하중-변위곡선상에서 부하의 초기 단계에 보통의 서레이션과 다른 pop-in이 관찰되었고, 이때 시험편 표면의 용융선 근처에서 약 0.1-1mm 정도의 크랙이 발생하였다. 열처리재의 기계적 성질은 열처리 시간과 온도의 증가 또는 시험온도의 저하에 따라 크게 저하되었다. 위의 결과에 기초하여 본 연구에서 실시한 소형 시험편을 사용하는 SP 시험법은 극저온에서 JN1 강의 모재와 열처리재뿐 만 아니라 GTA 용접부의 기계적 성질을 평가할 수 있는 유용한 시험법이었다.

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구름접촉 피로수명에 영향을 미치는 인자 및 시험방법

  • 문한규;방건웅
    • Journal of the KSME
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    • v.29 no.2
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    • pp.125-137
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    • 1989
  • 구름접촉 피로는 반복적인 구름 접촉에 의해 나타나는 것으로서 피로의 원인이 되는 반복 하중이 두 물체의 반복적인 접촉에 의해서 일어난다는 점 때문에 일반적으로 피로연구 분야에서 다루 어지지 않고 마멸, 마찰 연구 분야에서 다루어지고 있다 구름접촉 피로현상이 나타나는 실제 예로서 베어링, 철도레일 등이 있다.

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발전 설비의 가동 중 신뢰성 평가를 위한 연속압입시험법의 활용

  • Song, Won-Seok;Gang, Seung-Gyun;Kim, Yeong-Cheon;Kwon, Dong-Il
    • Proceedings of the Korean Reliability Society Conference
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    • 2011.06a
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    • pp.125-130
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    • 2011
  • 발전 설비는 기대 수명동안의 안정성을 확보하기 위하여 해당 규격에 부합하도록 설계하여 건설된다. 하지만 가동 중 다양한 복합 환경에 노출됨에 따라 구조물을 이루고 있는 재료의 열화 현상이 가속화되어 예기치 못한 파손이 발생할 수 있다. 기계적 물성은 재료의 기계적 거동을 나타내는 주요 척도가 되며 이는 신뢰성 및 안전과 직결된다. 하지만 기존의 역학물성을 측정하는 대부분의 시험법들은 특정 크기의 시편을 요구하고 파괴적인 시험법이기 때문에 가동 중 시설물에 적용하기가 불가능하였다. 이러한 한계점을 극복하고자 비파괴적이고 정량적인 시험이 가능한 연속압입시험법이 최근 각광받는 시험법으로서 많은 연구자들에 의해 연구되고 있다. 이 시험법은 시험 대상물의 형상에 제약을 받지 않으며 시험 절차가 매우 간단하다는 장점을 가진다. 또한 대상의 국소 부위에 시험할 수 있어 취약 부위 판별이 가능하다. 본 연구에서는 대표응력-대표변형률 기법을 통하여 인장물성을 평가하고, 압입 하중 차이를 이용하여 소재에 존재하는 잔류응력을 평가하는 기법을 소개한다. 또한, 연속압입시험을 이용하여 실제 발전소 파이프의 취약부위로 알려진 용접부에 대하여 인장물성 및 잔류응력을 측정함으로써 실제 산업체의 신뢰성 평가가 적용할 수 있음을 확인하였다.

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