• 제목/요약/키워드: 잔류응력 분포

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균열선단에 링압인 부가에 의한 잔류응력장분포와 피로균열성장지연 (Residual Stress Fields and Fatigue Crack Growth Retardation Induced by Ring-Indentation)

  • 임원균;송정훈
    • 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.

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링압인을 이용한 피로균열의 성장지연효과 (Fatigue Crack Growth Retardation Using Ring Indentation)

  • 임원균;송정훈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권10호
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    • pp.27-33
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    • 2003
  • 균열주위에 링압인을 부가함으로서 피로균열을 지연하는 수법을 제시하였다. 균열주위의 잔류응력분포는 Bueckner가중함수를 이용한 파괴역학적 수법으로 평가하였다. 본 연구는 균열을 가진 재료에 대한 파단시까지의 피로수명을 향상시키기 위한 단순하면서도 표과적인 수법을 개발하는데 있다. 알루미늄재료에 대한 피로실험결과 본 수법이 피로지연효과를 효율적으로 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

용접잔류응력장에서 피로균열의 전파에 따른 잔류응력 재분포에 대한 해석적 평가 (An Evaluation of Residual Stress Redistribution in the Welding Residual Stress Field Caused by Fatigue Crack Propagation by Finite Element Method)

  • 박응준;김응준
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제26권6호
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    • pp.92-96
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    • 2008
  • An investigation was performed to predict residual stress redistribution for the crack propagation initially through tensile residual stress field. The analytical method, which is based on Dugdale model by finite element analysis using elastic analysis method considering the superposition principle, was proposed to estimate the redistribution of residual stress caused by crack propagation. The various aspect of distribution of residual stress caused by crack propagation was examined based on the configuration change of specimen. The analysis results show that the aspect of redistribution of residual stress caused by crack propagation depends on the width of the specimen provided that the initial distribution of residual stress is identical.

항공기 구조용 재료의 쇼트피닝에 의한 압축 잔류응력의 분포 특성 (Distribution Characteristics of Residual Compressive Stresses Induced by Shot-peening in the Aircraft Structural Material)

  • 이환우;박영수
    • 한국정밀공학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.149-157
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    • 2004
  • Residual stresses can have a significant influence on the fatigue lives of structural engineering components. For the accurate assessment of fatigue lifetimes a detailed knowledge of the residual stress profile is required. Significant advances have been made in recent years fur obtaining accurate and reliable determinations of residual stress distributions. These include both experimental and numerical methods. The purpose of this study is to simulate peening process with the help of the finite element method in order to predict the magnitude and distribution of the residual stresses in accordance with the parameters, which are, e.g. shot velocity, shot diameter, shot impact angle, shot shape, distance between two impinging shots, and material parameters.

개선된 소성힌지이론을 이용한 공간 뼈대구조물의 탄-소성 후좌굴 해석 (Elasto-plastic Post-buckling Analysis of Spatial Framed Structures using Improved Plastic Hinge Theory)

  • 김성보;지태석;정경환
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.687-696
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    • 2006
  • 본 논문에서는 공간 뼈대구조의 탄-소성 후좌굴 강도를 파악하기 위한 효율적인 수치해석 기법을 개발하고, 매개변수해석을 통하여 보-기둥 및 뼈대구조물의 비탄성 후좌굴 거동을 분석하였다. 외력의 증가에 따라 점진적인 강도감소효과를 효율적으로 고려하는 개선된 소성힌지 해석법을 적용하여 문헌에서 제시된 다양한 잔류응력 분포 형태에 따른 뼈대구조물의 탄-소성 해석을 수행하였다. 요소의 소성화 진행정도를 나타내는 파라미터들을 도입하고 등가단면력 및 요소분할에 따른 매개변수해석을 수행하여 그 결과를 문헌에서 제시된 소성영역해석, 쉘요소를 이용한 정밀해석 그리고 실험결과와 비교하여 뼈대구조물 극한강도를 평가하였다.

와이어 방전 가공 시 발생되는 열응력 분포에 관한 유한요소법적 고찰 (A study on the Thermal Stress Distribution for Wire Electrical Discharge by Finite Element Method)

  • 반재삼;김승욱;김선진;조규재
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.210-213
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    • 2002
  • The Purpose of this study is to know temperature and thermal stress distribution in specimens during processing of WEDM. If it is constant to the cutting speed and the thickness of material, it is very important to the effect of temperature and the thermal stress distribution after cutting processing. This paper show the analysis result of the distribution of temperature and the residual stress along the direction of thickness before processing of WEDM and after when the cooling temperature is$20^{\circ}C$. The maximum temperature of edge of specimens is $1600^{\circ}C$. It has little temperature gradient in the depth which is 5mm away from edge of specimens. Equivalent residual stress is result in 180.7 MPa at maximum temperature.

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2차원과 3차원 FEM 해석에 의한 절단응력의 해석 및 정도 (Prediction of Cutting Stress by 2D and 3D-FEM Analysis and Its Accuracy)

  • 장경호;이상형;이진형;강재훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.261-269
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    • 2003
  • 최근 강교량이나 선박과 같은 강구조물에 있어서 여러 가지 환경요인에 의해 균열 및 부식 등의 문제가 다수 발생되어지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 보수용접을 사용할 수 있다. 이러한 보수용접은 절단이라는 과정을 필연적으로 수반하고 있다. 따라서 이러한 절단 줄 얻어지는 잔류응력의 예측은 구조물의 안전이라는 측면에서 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 2차원 및 3차원 유한요소 해석을 수행하여 가스절단에 의해 얻어진 절단잔류응력을 구하였으며, 2차원 및 3차원 해석기법의 정도를 명확히 하였다. 2차원 및 3차원 해석을 수행하여 얻은 절단잔류응력의 분포 및 그 절대치는 유사한 값을 나타내었다.

유리섬유가 강화된 필름 삽입 사출품의 섬유배향 및 휨 (Fiber Orientation and Warpage of Film Insert Molded Parts with Glass Fiber Reinforced Substrate)

  • 김성륜;김형민;이두진;윤재륜;이성희
    • Composites Research
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    • 제25권4호
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    • pp.117-125
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    • 2012
  • 필름 삽입 사출 시편의 휨은 비대칭적인 잔류응력 분포에 기인한다. 비대칭적 잔류응력과 온도 분포는 삽입된 필름 표면의 수직방향으로 지연되는 열 전달에 의해 발생한다. 사출 공정조건 최적화를 통해 필름 삽입 사출 시편의 휨을 억제할 수 없었기 때문에, 필름 삽입 사출 시편의 휨을 최소화하기 위해서 유리 섬유가 강화된 복합재료를 기판으로 사용하였다. 유리 단섬유의 분포를 마이크로 CT 장비를 이용하여 평가하였다. 복합재료로 구성된 기판을 이용한 필름 삽입 사출 시편의 배향 텐서와 휨을 계산하기 위해서는 적절한 마이크로 역학, 이방적 열팽창계수 및 닫힌 어림법 모델이 선택되어야만 한다. 여섯 종류의 마이크로 역학모델, 세 종류의 열 팽창 계수 모델 및 다섯 종류의 닫힌 어림법 모델을 고려한 후, Mori-Tanaka 모델, Rosen and Hashin 모델 및 third orthotropic 닫힌 어림법 모델을 선택하였다. 수치적으로 계산된 섬유 배향 텐서와 휨에 관한 결과들은 실험결과와 잘 일치하였고, 유리 섬유의 보강효과가 필름 삽입 사출 복합 재료 시편의 휨에 미치는 영향을 파악하였다.

Shot peening 가공에 의한 노치재의 응력분포와 피로강도의 개선 (The Stress Distribution and Improvement of fatigue Strength for Notched Materials by Shot Peening)

  • 이승호;김희송
    • 한국생산제조학회지
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    • 제7권5호
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    • pp.120-126
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    • 1998
  • Second step shot peening was applied on both smooth specimen and U-notch specimen in order to investigate the stress distribution and the improvement in fatigue strength. Various experiments and measurements such as rotary bending fatigue test and the measurement of compressive residual stress were performed. The results showed that the fatigue strength of second step shot peened specimens increased by 34 percent compared to that of unpeened ones. Compressive residual stress also considerably increased, which resulted in the increase of fatigue strength. finite element analysis showed that shot peening is effective in decreasing the bending stress by external force. The effectiveness of shot peening in reducing the compressive residual stress was anticipated by the superposition of the concentrated stress and the compressive residual stress.

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열원 입력과 비드 생성 방법이 원통형 다층 금속 용접 과정의 유한요소해석에 미치는 영향 (Effects of Heat Input and Bead Generation Methods on Finite Element Analysis of Cylindrical Multi-Pass Welding Process of Metals)

  • 박원동;반치범;김지훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권6호
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    • pp.455-467
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    • 2017
  • 본 논문에서는 원통형 다층 이종 금속 용접부를 대상으로 유한요소 해석을 수행하여, 열원 입력 방법과 용접 비드 생성 방법이 용접 잔류 응력 분포에 미치는 영향을 고려하였다. 열원 입력 방법은 열속 입력 방법과 온도 경계조건 입력 방법으로 나누어 비교하였고, 용접 비드 생성 방법은 요소망 생성 방법과 평온 요소망 방법으로 나누어 비교하였다. 두 열원 입력 방법에 따른 열 해석 결과는 차이가 있었으나, 응력 해석 결과는 유사하였다. 이것은 고온(약 $1000^{\circ}C$ 이상)에 노출되었던 영역이 비슷하고, 고온에서 재료의 강도가 매우 낮아 용접 비드의 온도가 용접잔류응력에 미치는 영향이 미미하기 때문이다. 두 용접 비드 생성 방법의 용접 잔류응력 분포는 유사하였지만 요소망 생성 방법 적용 시 용접 비드 경계에서 겹침과 들뜸이 발생하였다. 대변형이 발생하는 모델의 용접부 형상을 정확하게 모사하기 위해서는 평온요소망이 더 적합하다고 판단된다.