• 제목/요약/키워드: 피로균열 성장 속도

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TIG처리에 따른 하중비전달형 필렛용접부의 피로특성 (An Effect of TIG Dressing on Fatigue Characteristics of Non Load-Carrying Fillet Welded Joints)

  • 정영화;경갑수;홍성욱;김익겸;남왕현
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제12권5호통권48호
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    • pp.617-628
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    • 2000
  • 이 연구에서는 하중비전달형 필렛용접부를 대상으로 순수휨상태에서 TIG 처리에 따른 피로강도 향상정도 및 피로특성을 정량적으로 평가하기 위해서 4점 휨실험을 실시하였다. 피로실험결과 용접후처리를 실시하지 않은 시험체는 국내 외에서 규정하는 피로강도등급을 만족하고 있고 TIG 처리한 시험체는 용접후처리를 실시하지 않은 시험체보다 $2{\times}106$회 피로강도가 상회하는 것을 알 수 있었다. 또한 비치마크실험결과 피로균열은 용접지단부의 비드접선각도 및 곡률반경이 최소로 되는 점에서 다발적으로 발생하며, 반타원형 균열로 성장, 합체되어 파단에 이르는 것을 확인할 수 있었다. 한편 유한요소해석결과 용접지단부의 응력집중계수는 용접지단부의 비드접선각도 및 곡률반경과 밀접한 관계가 있으며, 이 중에서 곡률반경이 용접지단부의 응력집중계수에 보다 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 한편 파괴역학적 해석결과 a/t가 0.4 이하인 경우에 기하학적형상보정계수가 균열보정계수에 가장 지배적인 영향을 미치는 인자임을 알 수 있었다. 또한 유한요소해석결과로부터 산정한 응력확대계수범위와 피로균열성장속도의 관계식으로부터 피로수명을 비교적 정확하게 산정할 수 있었다.

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크리이프-피로 상호작용하의 균열성장속도 예측에 관한 연구 (A Study on Prediction of Crack growth Rate Under Creep-Fatigue Interaction)

  • 주원식;조석수
    • 한국해양공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.98-111
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    • 1995
  • High temperature low cycle fatigue shows that cycle-dependent crack growth owing to cyclic plastic deformation occurred simultaneosly with time-dependent crack growth owing to intergranular deformation. Consequently, to estimate crack growth rate uniquely, many to investigators have proposed various kinds of parameters and theories but these could not produce satisfactory results. Therefore the goal of this study is focused on prediction of crack growth rate using predominant damage rule, linear cumulative damage rule and transitional parameter ${\Delta}J_c/{\Delta}J_f$. On the basis of these sinusoidal loading waveform at 600$^{\circ}C$ and 700$^{\circ}C$.

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피로균열 성장과정에 대한 평가방법의 영향 (Influence of Evaluation Methods for Fatigue Crack Growth Process)

  • 안철봉
    • 한국생산제조학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.119-125
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    • 1999
  • The distribution of fatigue crack growth rate is subjected to the measuring interval and calculated method of growth rate. In this paper, in order to establish the method of determining the distribution of fatigue crack growth rate, which ignores those influences, a series of fatigue crack growth experiments and measuring intervals of crack length calculated reasonable are presented. The main conclusions obtained are summarized as follows: 1) As a result of the ΔP constant test and ΔK constant test, it is thought that an approximate measuring interval of 0.3~0.7mm is reasonable, which allows for few errors and is little subjected to the calculated method of crack growth rate. 2) After generally comparing the error estimation by using the experimental data of CCT specimen with the error rating of the CT specimens, it is possible that the fatigue test has few errors within the measuring interval, ξ(Δa/W)=0.0067~0.017, regardless of the dimension of specimen geometry.

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변동하중을 받는 강구조부재의 피로거동 해석 (The Fatigue Evaluation of Structural Steel Members under Variable-Amplitude Loading)

  • 장동일;곽종현;박용걸
    • 대한토목학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.167-175
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    • 1988
  • 본 연구의 목적은 변동하중을 받는 구조부재의 피로거동을 해석하는 것이다. 이 연구의 해석과정은 다음과 같다. (1) 도로교의 실동응력파측정 및 통계적해석 (2) 등가의 일정진폭하중과, 통계적해석에 의해 모형화된 변동하중하(下)의 피로시험 (3) 등가응력개념의 RMC 모델에 의한 변동하중하(下)의 피로해석 등가응력개념에 의한 변동하중하(下)의 피로해석은 대부분의 구조용강재의 균열성장속도회귀지수가 $m{\fallingdotseq}3$이므로 이론적으로 RMC 모델이 합당하다. 변동하중하(下)의 피로시험해석결과 RMC 모델이 기존의 RMC 모델보다 변동하중에 의한 피로거동치(da/dN-${\Delta}K$, $N_f$)에 더 가까웠다. 또 변동하중하(下)에서 응력범위의 변화로 인한 interaction효과나 응력범위적용순서(sequence)효과 등은 피로수명에 거의 영향을 미치지 않으며, 응력범위변화속도가 클수록 피로균열성장속도가 빨라짐을 알 수 있었다.

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수퍼 2상 스테인리스강의 피로균열진전 특성에 미치는 미세조직의 영향 (Effect of Microstructure on the Characteristics of Fatigue Crack Propagation of Super Duplex Stainless Steel)

  • 도재윤
    • 한국해양공학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.65-69
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    • 2000
  • This study is to investigate the characteristics of fatigue crack propagation in rolled super duplex stainless steel that was changed austenite-ferrite volume fraction by heat treatment. It was used two kinds of specimen the rolling and the transverse directions δ-phase fraction affected sound velocity hardness and Young's modulus. Characteristics of fatigue crack propagation was affected by anisotropy and (δ+γ) phase volume fractions.

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초음파 시험에 의한 배관용 Cr-Mo강의 피로손상의 비파괴평가 (Fatigue Damage Evaluation of Cr-Mo Steel with In-Situ Ultrasonic Surface Wave Assessment)

  • 김상태;이희동;양현태;최영근
    • 비파괴검사학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.32-38
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    • 2001
  • 재료의 손상을 평가하기 위하여 초음파법에 대한 많은 연구가 진행되었고 널리 사용되고 있으나 대부분 균열의 성장 또는 두께의 감소와 같은 문제에 집중되고 있다. 본 연구에서는 2.25Cr-1Mo 강을 이용하여 반복하중에 의해 재료내부에 발생하는 미시균열을 조기에 감지하고, 피로에 의한 파괴를 미연에 방지할 수 있도록 초음파 표면파의 감쇠와 속도변화를 이용하여 균열길이 측정의 정량적인 평가방법을 제시하였다. 중심주파수 5MHz의 탐촉자를 이용하여 파단수명비 약 60%, 균열길이 약 2mm 정도에서 표면파의 속도 및 감쇠 변화를 탐지할 수 있었다. 고주파 탐촉자를 이용함으로써 미시균열의 발생을 조기에 탐지할 수 있으며, 파단수명을 예측하는 기초자료로 활용할 수 있다.

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블로우홀을 가진 횡방향 맞대기 용접부의 피로특성에 관한 연구 (A Study on the Fatigue Characteristics of Transverse Butt-Welded Joints containing Blowholes)

  • 장동일;경갑수;조광현;홍성욱
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제11권4호통권41호
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    • pp.339-350
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    • 1999
  • 이 연구에서는 강교량 주부재의 연결에 주로 사용되는 횡방향 맞대기 용접부를 대상으로 입체결함의 일종인 블로우홀을 인위적으로 도입하고 블로우홀의 크기 및 형상에 따른 피로특성을 정량적으로 평가하기 위해서 일련의 실험을 실시하였다. 정적실험결과 블로우홀을 가진 횡방향 맞대기 용접부의 정적강도는 블로우홀의 크기 및 형상에 관계없이 일정한 경향을 나타내었다. 피로실험결과 블로우홀을 가진 횡방향 맞대기 용접부의 피로강도는 용접루트부 내부에 존재하는 블로우홀의 기하학적 형상이나 결함률에 크게 영향을 받으므로 이로부터 결함률과 피로강도 사이의 상관관계를 정량적으로 규명하였다. 또한 피로균열성장속도와 응력확대계수범위 사이의 관계로부터 블로우홀을 가진 횡방향 맞대기 용접부의 피로수명을 정확하게 산정할 수 있었다.

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단일 및 혼합모드하에서 304스테인리스강의 피로균열 진전속도와 방향특성 (Fatigue Crack Growth Rates and Directions in STS304 under Mode I and Mixed Mode)

  • 권종완;양현태
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.102-109
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    • 2002
  • The fatigue crack growth under mixed mode condition has been discussed within the scope of linear fracture mechanics such as maximum tangential stress, maximum tangential principal stress and minimum strain energy density. The purpose of this study is to investigate the characteristics of fatigue test crack growth in 304 stainless steel under mixed node. The fatigue test results carried out by using inclined pre-crack specimens was compared to both of the theoretical predictions of the criteria, maximum tangential stress and stain energy density. As difference from theoretical analysis, the transition region from mixed mode to mode I appeared in the fatigue test. There is deep relationship between the angle of slanted pre-crack and transition. Therefore, as applying the different stress intensity factor to each node I+II and mode I, the directions and rates of fatigue crack growth are evaluated more accurately under mixed mode.

$2_{1/4}$ Cr-1 Mo강의 평활재상의 미소한 표면피로균열의 성장특성 (Propagation Characteristics of Fatigue Microcracks on Smooth Specimen of $2_{1/4}$ Cr-1 Mo Steel)

  • 서창민;우병철;장희락
    • 한국해양공학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.100-111
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    • 1990
  • In this paper, fatigue tests were carried out at stress test levels of 461 MPa, 441 MPa, and 431 MPa by using smooth specimen of$2_{1/4}$ Cr-1 Mo steel with the stress ratio(R) of 0.05. The initiation, growth and coalescense process of the major cracks and sub-cracks among the fatigue cracks on the smooth specimen are investigated and measured under each stress level at a constant cycle ratio by the replica technique with optical microscope. Some of the important results are as follows: In spite of the difference of stress levels, the major crack data gather into a small band in the curve of surface crack length and crack depth against cycle ratio N/Nf. The sub-crack data, however, deviate from the band of the major crack. The growth rates, da/dN, of major and sub-crack plotted against the stress intensity factor range, ${\Delta}K$, have the tendency to be compressed on a relatively small band. But it is more effective to predict fatigue life through major cracks. The propagation behavior of surface microcracks on the smooth specimens coincides with that of the specimen having an artificial small surface defect or through crack.

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