• 제목/요약/키워드: 잔류응력 거동

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잔류응력 영역에서 발생한 작은 피로균열의 초음파 평가 (Ultrasonic evaluation of small surface fatigue cracks initiating in residual stress zone)

  • 강계명;김진연
    • 한국가스학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.55-62
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    • 2000
  • Pit형 표면결함으로부터 발생하는 작은 피로균열의 거동을 초음파의 표면파를 이용하여 이를 위하여 피로시험중인 Al 2024-T3를 시험재료, 피로시험도중 초음파를 이용하여 피로균열의 거동을 조사하였다. 즉, 피로시험에서 균열이나 Pit로부터 발생하는 작은 피로균열을 여러 응력조건하에서 나타나는 표면파의 반사특성에 관하여 연구하였다. 또한 이론적 결과와 실험적 결과를 상호 비교, 분석하였고, SEM을 사용하여 이들 작은 피로균열을 관찰하였다. 초음파를 이용한 피로균열의 균열 개구 거동에 관한 연구에서 피로균열의 유효균열 특성을 초음파법으로 평가 할 수 있었다.

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열균열이 화강암의 변형거동에 미치는 영향 (Effects of the Thermal Cracking on the Deformation Behaviour of Granites)

    • 터널과지하공간
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    • 제8권3호
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    • pp.249-256
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    • 1998
  • 결정입자 크기와 광물구성 분포가 른 포천화강암, 거창화강암, 상주화강암을 실험 대상으로 선택하여 $600^{\circ}C$까지 예열처리하였다. 예열에 따른 열균열의 발생 정도를 조사하기 위하여 연마편에 대한 반사현미경 관찰을 실시하였으며, 예열시험편의 변형거동에 열균열이 미치는 영향을 평가하기 위하여 단축압축시험을 수행하였다. 현미경 관찰 결과에 의하면 암종에 관계없이 $600^{\circ}C$예열시험편의 결정 경계부에서는 대부분 경계균열이 발생하였으며, 많은 결정입자에서 입자 내 균열고 관찰되었다. 특히, 입자 내 균열은 거창화강암과 포천화강암에서 현저히 많은 것으로 나타났다. 예열시험편에 대한 단축압축시험 결과 일정한 응력수준까지 음의 횡변형율이 발생하는 비정상적인 변형거동이 나타났으며 이로 인해 음의 포아송비기 발생하였다. 음의 횡변형율은 예열시험편의 냉각과정동안 결정입자의 유발된 잔류응력에 의해 발생하는 것으로 생각된다.

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장지간 교량의 강바닥판 성능 강화를 위한 수치해석 연구 (Study on numerical analysis for capability improvement of long span bridge with orthotropic steel deck)

  • 공병승;김재곤
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.669-672
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    • 2011
  • 본 논문은 사하중 절감이 중요한 장지간 교량에 있어서 유리한 구조를 가지는 강바닥판의 성능 강화를 위한 수치해석 연구를 실시하였다. 이미 국내외에서는 다수의 강바닥판을 이용한 교량의 시공 사례가 많으며, 앞으로도 시공 또는 계획될 해상 장지간 교량에서도 강바닥판 교량의 사례가 많을 것으로 판단된다. 강바닥판 교량은 공기를 단축할 수 있으며, 들보의 높이가 작아서 날씬한 형상으로 할 수 있기 때문에 미관을 향상 시킬 수 있을 뿐만 아니라 가설 공사비를 절감시킬 수 있는 등 많은 장점을 갖고 있다. 하지만 강바닥판은 이상과 같이 장점을 갖는 구조이지만 비교적 얇은 강판을 복잡한 형상으로 용접하여 조립함에 용접 결함, 잔류응력, 면내 및 면외 변형의 발생 등의 문제점이 지적되고 있다. 따라서 외국에서는 강바닥판의 피로 손상에 대한 실험 및 연구로 많은 자료를 확보하고 있으며, 국내에서도 국내 현실에 맞는 강바닥판의 피로거동 및 피로강도 향상방안에 관한 연구가 더욱더 필요하다. 본 연구에서는 국내교량에 적용되고 있는 구조상세 및 구조해석을 실시하여 강바닥판의 피로거동과 응력 특성을 파악하고, 피로강도를 향상하는 방법으로 Bulkhead Plate와 수직리브 형상 및 부착에 따른 거동을 분석하고, 최적상세를 도출하여 강바닥판의 적극적인 활용화에 그 목적이 있다.

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2상계 스테인리스강 용접부의 피로크랙전파 특성 (III) (Fatigue Crack Propagation Characteristics of Duplex-Stainless Steel Weldment (III))

  • 이택순;권종완
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.901-910
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    • 1989
  • 본 연구에서는 2상계 스테인리스강의 모재 및 용접부에 대하여 대기중의 피로시험과 인공해수중의 부식피로 시험을 모재부와 용접부의 .alpha.,.gamma.상의 상비율 변화에 따른 조직의 변화 및 용접잔유응력의 영향이 크랙전파에 미치는 영향을 검토하였다. 응력-스트레인의 히스테리스곡선에서 균열닫힘 거동을 실측하고 이들의 결과로 부터 유효응력확대계수와 균열전파속도와 관계를 정리하여 이들의 문제를 해석하였다.

AlN 세라믹스와 금속간 계면접합에 관한 연구 : I. AlN/Cu 및 AlN/W 활성금속브레이징 접합체의 잔류응력 해석 (A Study on the Interfacial Bonding in AlN Ceramics/Metals Joints: I. Residual Stress Analysis of AlN/Cu and AlN/W Joints Produced by Active-Metal Brazing)

  • 박성계;이승해;김지순;유희;염영진
    • 한국재료학회지
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    • 제9권10호
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    • pp.962-969
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    • 1999
  • Ag-Cu-Ti 삽입금속을 이용하여 제조된 AlN/Cu와 AlN/W 활성금속브레이징 접합체의 잔류응력을 유한요소법으로 탄성 및 탄소성 해석을 행하여 그 결과를 접합강도 측정 결과와 파단 거동 관찰 결과와 비교, 분석하였다. 최대 잔류 주응력의 크기는 AlN/W 접합체보다 모재간 열팽창계수 차이가 큰 AlN/Cu 접합체에서 더 크게 나타났으며, 접합계면에 인접한 AlN 세라믹스 자유표면에 인장 성분의 응력집중이 확인되었다. 모재와 삽입금속의 탄소성 변형을 모두 고려할 경우, AlN/Cu 접합체의 경우 연질의 삽입금속에 의해 최대 잔류 주응력이 감소하여 소성변형에 의한 응력완화 효과가 있음을 확인하였으나, 100$\mu\textrm{m}$ 이상으로 삽입금속 두께를 증가시키더라도 잔류 주응력의 크기는 더 이상 크게 감소하지 않았다. 측정된 최대 접합강도는 AlN/Cu와 AlN/W 접합체에서 각각 52 MPa와 108 MPa이었으며, 파단 형태는 AlN/Cu 접합체는 AlN 자유표면으로부터 AlN 내부로 큰 각도를 이루면 진행되는 돔형의 파단이, AlN/W 접합체에서는 접합계면의 삽입금속층을 따라 AlN 측에서 파단이 일어나는 형태를 보였다.

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용접부 형상이 협개선 용접부 잔류응력 분포에 미치는 영향 (Effect of Groove Shape on Residual Stress Distribution in Narrow Gap Welds)

  • 소나현;양준석;표창률;허남수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권6호
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    • pp.635-642
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    • 2011
  • 일반적인 용접법은 용접 그루브(groove) 각도가 크기 때문에 용접 결함 발생의 원인이 된다. 따라서 원자력 발전소 배관 용접 시, 용접 그루브 각도가 작고 용접부 비드 폭이 좁은 협개선 용접법을 다수 수행하고 있다. 이러한 협개선 용접법은 용접시간 단축, 용접부 변형과 잔류응력의 감소, 용접 결함의 감소 등과 같은 장점을 갖고 있다. 본 논문에서는 협개선 용접부의 실제 용접 공정을 모사함으로써, ER308L 용접재의 변형 거동과 용접잔류응력을 비선형 2차원 유한요소해석을 통하여 예측하였다. 특히 용접방법 및 순서가 다른 두 형상에 대한 결과를 비교하고, 용접부 폭 넓이 변화에 따른 잔류응력 분포를 분석하였다. 본 논문의 결과는 향후 협개선 용접부의 용접 개선과 용접부 결함의 건전성 평가 등을 위해 적용될 수 있다.

맞대기 용접 강판재에서 압연 및 잔류응력에 의한 피로거동 (Fatigue Behavior with Respect to Rolling and Residual Stress in Butt-welded Steel Plate)

  • 이용복;오병덕;김성엽
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권7호
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    • pp.826-832
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    • 2006
  • For the improvement of safety and endurance in welded steel structure, it is needed to consider welding residual stress distribution and rolling directional characteristics of materials. In this study, it was investigated experimentally about characteristics of fatigue crack propagation according to welding residual stress and rolling in FCAW(flux cored arc welding) butt-jointed steel plates. SS400 steel plates of 3mm thickness were selected and tested for this study. When the angles between tensile loading direction and rolling direction in welded materials are increased from $0^{\circ}\;to\;90^{\circ}$, their fatigue crack propagation rates are increased. These results are same as predicted increments of fatigue crack propagation rate when stress ratio is increased from 0 to 0.5. When the angles of rolling direction and welding direction to tensile loading direction are $0^{\circ}\;and\;90^{\circ}$ respectively, fatigue crack propagation rate in welded material is lowest.

압력용기 용접부 국부 열처리에 따른 잔류응력 거동에 관한 연구 (A Study on the Effects of local PWHT on the Residual Stress of the Weldment in Pressure Vessel)

  • 이희태;김경규
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2006년 추계학술발표대회 개요집
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    • pp.18-19
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    • 2006
  • The purpose of this study is to evaluate the behavior of residual stress at the weldment of pressure vessel by local Post Weld Heat Treatment(PWHT). In order to do it, residual stress were measured before and after local PWHT by XRD on the test piece first. And then, the results of finite element(FE) analysis based on thermal-elasto-plastic-creep theories were verified by comparing with the measured results.

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Butt 용접판재에서의 피로균열성장거동에 미치는 잔류응력의 영향에 관한 연구 (A Study on the Influence Residual Stresses on Fatigue Crack Growth Behaviors in the Butt Welded Plate)

  • 차용훈;정종안;채경수;김하식
    • 한국안전학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.64-71
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    • 1993
  • In this study, the purpose is to investigate the influence of initial residual stresses on the fatigue crack growth behaviors after the distribution of initial residual stresses Is measured when the crack is growing from the compressive residual stresses field to the tensile residual stress field. Also, the Influence of the variation of residual stress distribution on the fatigue crack growth behaviors at the crack tip is studied when the initial crack li applied on base metal, weld metal and HAZ respectively.

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고주파 열처리를 고려한 액슬 축 비틀림 거동 연구 (Study on Torsional Strength of Induction-Hardened Axle Shaft)

  • 강대현;이범재;윤창배;김강욱
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권5호
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    • pp.645-649
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    • 2010
  • 고주파열처리(induction hardening)는 엔진의 구동력을 차동장치에서 바퀴까지 전달해주는 부품인 액슬축(axle shaft)의 비틀림 강도를 증가시키기 위해 적용되는 열처리 방법이다. 고주파 열처리 과정의 급속가열과 급속냉각은 소재에 잔류응력과 물성치를 변화시켜 액슬축의 허용 전달토크를 변화시킨다. 본 연구에서는 고주파 열처리한 액슬축의 잔류응력의 분포와 열처리 깊이에 따른 비틀림 강도 변화를 열물성 및 상변태를 고려한 유한요소 해석을 통해 예측하였으며 이를 시험과 비교하였다.