• 제목/요약/키워드: 진전 균열

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유한요소법에 의한 피로균열 진전 시뮬레이션 (Simulation of Fatigue Crack Propagation by Finite Element Analysis)

  • 구병춘;양승용;박준서
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.337-340
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    • 2005
  • The effect of residual stress on fatigue crack growth was investigated in terms of finite element analysis. Simulations were performed on a CT specimen in plane strain. An interface-cohesive element that accounts for damage accumulation due to fatigue along the notch direction has been used. Numerical results show that fatigue crack growth rate slows down when compressive residual stress field exists in front of the crack tip.

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직류전위차법을 이용한 랜덤하중하의 피로균열 진전율에 대한 신뢰성 공학적 연구 (Reliability Engineering Approach to Fatigue Crack Growth Rate Under Random Loading Using DC Eletrical Potential Method)

  • 배성인
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권2호
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    • pp.473-480
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    • 1996
  • Automatic fatigue crack length measuring system using DC electrical potential method and the system control program for automatic fatigue testing under random load condition were made in this study. And using these system and control program, fatigue tests were executed under constant and random load condition. As the result, the propagation of crack in random loading can be represented Paris equaiton and log normal probability function. But constant and random load test show different crack propagation properties.

조대결정 비자성강의 피로균열진전특성 (Fatigue Crack Growth Behavior of Non-Magnetic Steel with Large Grain Size)

  • 남정학;최성대;이종형;정선환
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.807-810
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    • 2001
  • Fatigue crack growth tests were carried out using high manganese cast steel under constant amplitude loading. Crystal grain size of the material is about 1000$\mu\textrm{m}$. For this material, the fatigue crack growth mechanism of high manganese steel was clarified from results such as observation of crack growth path and fracture surface. $\Delta$$K_{th}$ is about 8MPa$\surd$m which is quiet large as compared to the general structural steels and the crack growth rate is lower than the general structural steels especilly in the low $\Delta$K regsion. The reason of this behavior is crack closure due to fracture surface roughness.

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가스배관재의 피로균열진전거동과 파괴저항특성곡선에 관한 연구 (A Study on Fatigue Crack Growth Behavior and R-Curve Characteristics of Gas Piping Material)

  • 손종동;임만배
    • 동력기계공학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.127-133
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    • 2007
  • SG-365 steel is an important material and used for manufacturing a pressure vessel which the gas piping. In this investigation, the elastic plastic fracture toughness of this material is evaluated by the unloading compliance method according to the ASTM E813-97 and E1152-97 method on the smooth and side groove 1CT specimens. The effect of smooth and side groove is studied on the elastic plastic fracture toughness. The side grooved specimen is very useful in estimation of the $J_{IC}$. It is much easier than the smooth specimen to the onset of the ductile tearing by the R curve method. Besides, it improves the accuracy of toughness values, decreases a phenomenon of the tunneling and shear lip by the side groove.

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원자로압력용기강에서 하중변수와 온도가 피로균열진전에 미치는 영향 (Effect of Loading Variables and Temperature on Fatigue Crack Propagation in SA508 Cl.3 Nuclear Pressure Vessel Steel)

  • Kim, B. S.;Lee, B. H.;Kim, I. S.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제27권6호
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    • pp.825-832
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    • 1995
  • SA508 Cl.3 원자로 압력용기강에서 하중변수와 온도가 공기 중에서 피로 균열성장률에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 피로 균열성장률 시험은 12.7mm 두께의 CT(compact tension) 시편을 이용하였으며, 균열길이 추정은 컴플라이언스 방법을 사용하였다. 시험은 0.1, 0.5 하중비와 1, 10Hz의 하중주파수로 상온에서 40$0^{\circ}C$ 까지 온도를 변화시키면서 수행하였다. 12$0^{\circ}C$ 이하의 비교적 낮은 온도에서는 피로균열전파속도는 하중주파수와 온도에 영향을 받지 않았지만, 12$0^{\circ}C$이상의 경우 피로 균열성장률은 온도가 높을수록, 하중주파수가 낮을수록 증가하였다. 이러한 피로균열진전속도의 빨라짐은 균열선단에서의 산화속도의 증가로 인한것으로 생각된다. 또한 하중비의 영향으로 균열닫힘과 산화의 상호작용으로 피로 균열성장률은 상온에서 두드러졌다.

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범용유한요소해석 프로그램의 확장유한요소법 성능 검증을 위한 2차원 모델 해석 (Two-Dimensional Model Analysis for Extended Finite Element Method(XFEM) Verification of General Purpose Finite Element Analysis Program)

  • 이영환;김동환;박재균
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제31권4호
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    • pp.199-206
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    • 2018
  • 범용유한요소프로그램인 Abaqus의 확장유한요소법(XFEM)의 사용성 검증을 위하여 2차원 모델에 적용하여 수치해석을 수행하였다. 기존의 연구에 많이 사용되었던 응집요소(cohesive element) 모델은 균열 경로를 예측하고 요소를 삽입하여야 하는 단점 때문에 실제 균열을 모사하는데 한계가 있다. 이러한 이유로 응력의 방향성 및 특이성을 바탕으로 균열의 경로를 예측하는 확장유한요소법(XFEM)이 균열 해석에 있어서 더 발전된 방법으로 이용되어 왔다. 이번 연구에서는 균열의 경로가 자명한 2차원 모델에 사용하여 응집요소해석과 XFEM에 응집요소의 물성을 적용한 해석을 비교하고 XFEM 적용의 타당성을 확인하였다. 수치해석으로 균열 발생 직전의 응력분포 및 응력 특이성을 확인하고 실제 균열 발생경로와의 비교를 한다. 본 연구를 바탕으로 몇 가지의 한계를 극복하면 실제 복잡한 모델의 실제 균열진전해석을 수행하여 균열을 모사할 수 있을 것으로 기대된다.

판재 Al 2024-T3 합금재료에서 나타나는 두께별 피로균열진전지연거동에 관한 ΔK환산법의 정량적분 (A Quantitative Analysis of ΔK Conversion Method for the Retardation Behavior of Fatigue Crack Growth in Varying Thickness of Al 2024-T3 Sheet Alloy)

  • 김승권;이억섭
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권11호
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    • pp.1415-1422
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    • 2011
  • 운송기계구조물의 제작에 사용되는 판재 알루미늄 합금재료는 일정한 피로응력조건하에서 두께에 따라 균열진전속도의 차이를 보인다. 이러한 두께효과는 판재 알루미늄합금의 주요한 피로파괴특성 중 하나이다. 본 연구에서는 일정한 피로응력조건하에서 실시한 후판 및 박판 Al 2024-T3 합금재료의 피로 시험을 통하여 두께효과를 파악하고, 이를 형상인자인 두께비, $R_t$ 및 하중인자인 두께별 등가유효응력확대비, $U_{i}^{equ}$에 의한 상호관계식, $U_{i}^{equ}=f(R_t)$로 나타내었다. 그리고 두께효과에 의한 후판 대비 박판시험편의 균열진전 지연거동을 ${\Delta}K$ 환산법을 사용하여 정량적으로 분석하였다. 두께효과의 경향을 정량으로 나타내기 위해 두께감소율(DoT)과 응력확대계수범위, ${\Delta}K$의 감소율(DoS) 등의 값을 구하여 이들 상호관계를 규명하였다.

2층 고무/코드 적층판의 피로 수명 예측 (Prediction of Fatigue Life in 2 Ply Rubber/Cord Laminate)

  • 임동진;이윤기;윤희석;김민호
    • Composites Research
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    • 제16권3호
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    • pp.9-17
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    • 2003
  • 타이어 벨트층내의 코드간 균열연결 및 층간균열진전을 모사하기 위해 자유단을 갖는 2층 고무/코드 적층시험편에 대한 4~11mm 변위제어 실험을 수행하였다. 자유단의 코드간 균열연결시의 폭방향 균열진전량은 45$^{\circ}$ 경사진 코드들간 길이의 절반에 도달할 때의 측정값으로 하였으며, 이는 탐침법에 의해 측정되었다 또한, 자유단에서 코드들간 균열연결을 모사하기위해 2차원의 이상화된 모델링 기법을 고안하였다. 이론수명은 테어링에너지(균열파단면의 단위면적당 방출에너지)를 이용하여 코드간 균열연결수명(임계값)과 이후 최종파손까지의 수명으로 구분하였으며, 이들을 각기 실험값과 비교하였다. 임계값까지의 수명예측은 실험과 비교하여 약 20%, 최종파손까지 약 65%의 오차가 발생하였다. 따라서, 전체 이론수명은 실험과 비교하여 약 45%의 오차를 발생하였다.

응력확대계수와 음향방출 변수를 이용한 피로균열 거동 연구 (Study on the Fatigue Crack Behavior by the Stress Intensity Factor and AE Parameters)

  • 윤동진;정중채;박휘립;김기복;이승석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.412-423
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    • 2000
  • 응력확대계수와 음향방출 발생 관계를 이용해 균열 길이 및 균열 검출 능력을 평가할 수 있는 새로운 접근 방법을 파괴역학적인 관점에서 제시하였다. 이를 위해 강 교량 부재인 SWS 490B 강의 피로 균열 활동도를 음향방출 시험을 통해 관찰하였다. 표준 CT 시편에 대한 피로균열 진전 시 AE 특성을 관찰하는 실험을 진행하였으며, 기존의 AE 파라미터 분석은 물론 응력확대계수와 AE 발생거동 사이의 관계를 논의하였다. CT 시편 실험 결과에서 균열 성장 길이, AE 최대진폭, AE 에너지, AE hit 발생율 등과 같은 특정 변수들은 응력확대계수 값이 증가함에 따라 이들 값도 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 피로사이클 수에 따른 AE 에너지의 변화는 균열진전에 대한 활동성을 평가하는데 사용되는 효과적인 변수중의 하나임을 보여 주었으며, AE 에너지 분석은 균열 활동도와 AE 변수 사이의 관계를 평가하는데 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

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