• 대한기계학회논문집A
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• 제41권6호
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• pp.567-573
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• 2017

자동차 부품 중 드라이브 샤프트는 엔진에서 발생하는 토크를 바퀴에 전달하는 동력 전달장치의 핵심 부품이다. 엔진에서 입력되는 비틀림 하중과 주행 중 발생하는 실동하중에 의한 부품의 파손을 방지하기 위해, 고주파 열처리로 강도 및 피로수명이 개선되고 있다. 본 연구에서는 고주파 열처리에 따른 드라이브 샤프트의 피로수명을 정량적으로 평가할 수 있는 피로수명 평가기법을 구축하였다. 드라이브 샤프트의 소재인 SAE10B38M2 강재로 모재 및 경화깊이가 서로 다른 고주파 열처리 시편 두 종을 제작하여 비틀림 하중 하에서의 전단 변형률 제어 피로시험을 진행하였고, 변형률-수명 피로수명 평가에 필요한 피로 물성값을 구하였다. 얻어진 피로 물성값을 이용하여 드라이브 샤프트의 변형률 기반 피로해석을 진행하였으며, 얻어진 피로수명 결과를 시제품 피로시험 결과와 비교하여 해석기법의 타당성을 검증하였다.

• 한국가스학회지
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• 제16권3호
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• pp.29-34
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• 2012

모든 구조물의 붕괴 사고로부터 인명과 재산의 손실을 방지하기 위하여 안전 설계 및 안전사용 방법을 찾는 것은 필요하며 피로해석으로부터 피로균열의 초기수명 및 전파수명과 함께 전 피로수명을 평가하는 것은 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 교량, 선박, 가스 저장 시설을 포함하여 완전 용입이 어렵고 최종 파괴될 때까지 피로 수명 비를 계산하기 어려운 미 용입 십자형 필릿 용접 구조물에서 잘 나타나는 피로균열이 루트 부로부터 발생할 때 초기수명과 전파수명을 파악하는 것이다. 그 결과 피로파괴에 대한 각 피로수명 비는 재료 두께에 따라 5% 범위의 차이가 있으나 전반적으로 초기수명 비는 34~39% 범위이고 전파수명 비는 61~66%범위로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.594-599
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• 2011

본 논문은 마그네슘합금 AZ31의 피로파손수명의 확률론적 특성과 신뢰성에 미치는 경계조건의 영향을 평가하였다. 경계조건으로 시편두께와 응력비 그리고 최대피로하중을 적용하였으며, 각 경계조건별로 세부 실험조건에 대한 피로균열전파실험을 수행하여 피로파손수명에 대한 통계 데이터를 획득하였다. 마그네슘합금의 피로파손수명의 통계적 해석을 위하여 3-모수 와이블분포를 사용하였다. 시편두께가 두꺼울수록, 응력비가 클수록, 그리고 최대피로하중이 작을수록 통계적 피로파손수명이 길게 나타났다. 반면에 시편두께가 얇을수록, 응력비가 작을수록, 그리고 최대피로하중이 클수록 신뢰성이 급격히 감소하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제5권3호
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• pp.179-186
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• 1993

본 연구는 무근 폴리에스터 폴리머 콘크리트보의 휨피로 거동을 구명키 위한 것으로서 초기균열깊이와 높이의 비 (a/h)를 0, 0.2, 0.4로 하고 응력수준을 45%, 55%, 65%로 하여 피로 시험을 실시한 것이다. 그 결과 초기균열깊이가 커질수록 피로수명이 짧아졌으며, 피로수명비에 따른 휨인장변형도는 균열깊이가 클수록 작아졌다. 또한 휨탄성계수는 피로수명비 0.2에서 0.6정도까지는 선형적인 변화를 보였으나, 초기와 말기에는 비선형적인 변화를 보여주었다. 그리고 응력수준과 균열깊이가 커질수록 취성적인 성질이 더 크게 나타남을 알 수 있었다.

• 기계저널
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• 제36권9호
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• pp.855-866
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• 1996

승요차 앞자축에 장착되어 회전하면서 동력을 전달하는 드라이브축은 운행중에 주로 비틀림하중을 받는다. 따라서 동 부품의 피로해석 및 설계를 위해서는 실제 운행중에 받는 서비스토크의 크기, 주파수 등에 관한 데이터가 필요하다. 차량에 탑재된 엔진의 토크와 회전수 등의 규격으로부터 드라이브축에 부가되는 최대 토크 값을 예측할 수 있으나, 자동차 운행주에는 승차인원, 도로조건, 운전자의 운전습관 등 여러가지 외적인 영향으로 인하여 서비스토크가 불규칙하게 변할 것으로 예상되므로 서비스토크를 정확히 예측하기는 어려운 실정이다. 또한, 최근의 자동차 구조부품에 대한 설계개념이 무한수명 설계에서 경량화 설계로 변화되고 있으며, 따라서 자동차 드라이브축도 실제 운용하중을 바탕으로 한 정확한 수명예측 및 강도설계가 요구되고 있다. 본 연구에서는 4륜구동형 승용차용 드라이브축에 대해 실제 운용하중에서의 피로수명을 예측하기 위해 1)텔리메트리를 이용하여 토크를 측정하고, 2) 일정진촉하중하에서의 드라이브축의 비틀림 피로시험을 수행하고, 3) 일정진폭하중하에서의 드라이브축의 비틀림 피로시험을 수행하고, 4) 축류 소재의 피로특성 데이터를 구성하여 5) 자체 개발한 프로그램으로 피로수명을 예측하고자 한다.

• Composites Research
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• 제16권1호
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• pp.13-18
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• 2003

복합재료의 피로수명을 평가하는 것은 여러 가지 파손모드와 파손모드 간의 강호작용 때문에 복잡하다. 본 논문에서는 현상론적인 모델(비선형 강도저하 모델)을 이용하여 피로수명과 잔류강도를 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 잔류강도를 하중 사이클 수와 피로응력의 함수로 가정하였으며, 계산에 필요한 모델변수(강도저하 파라미터, 피로수명형상 파라미터)를 피로수명의 함수로 가정하였다 임의로 배열된 하중 스펙트럼 상에서 응력수준에 따른 모델 매개변수를 구하기 위해 S-N 선도를 이용하였고, 상이한 응력비에 대하여 전술한 매개변수를 Goodman식의 보정을 통하여 계산하였다(피로선도). 임의의 하중이력 후의 잔여강도 분포를 2모수 weibull 함수로 표현하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.437-442
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• 2014

원자력 발전소의 터빈-발전기 시스템과 같이 일정한 토크와 함께 축 진동에 의한 가변 응력이 인가되는 부재의 경우 비틀림 응력에 의한 피로 파괴 거동을 보인다. 따라서 본 연구에서는 터빈-발전기의 터빈 축에 인가하는 비틀림 응력을 측정하고 응력에 의해 발생하는 피로 파괴 거동을 분석하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 터빈-발전기 시스템과 같은 실험 장치를 제작하고 임의의 부하를 인가하여 다양한 비틀림 응력에 대한 피로 파괴 거동을 평가하였다. 특히 기존의 알려진 피로 거동 평가 방법인 응력-수명, 변형률-수명, 균열성장 평가 방법을 동시에 적용하여 평가를 진행하였다. 부하의 크기가 증가하면서 평가 방법과 무관하게 피로 수명이 감소하는 경향이 확인하였으며 5 kV 부하 인가 시 최대 10배의 피로 수명의 감소가 발생하였다.

• Composites Research
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• 제12권4호
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• pp.1-7
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• 1999

비선형 하중/변위 거동을 나타내는 모재 지배 복합재료의 피로수명 예측을 이론과 실험에 의해 연구하였다. 재료의 비선형성을 고려하기 위해 초기 피로계수와 탄성계수의 관계를 나타내는 응력함수를 도입하였다. 피로계수와 참고계수 개념을 기반으로 하여 새로운 피로수명 예측식이 가한 하중 수위의 함수로 유도되었다. 예측 결과는 직교이방성 탄소섬유/에폭시 적층판을 사용한 원통형 시편의 비틀림 피로 실험과 비교되었으며, 제안된 식은 실험치와 잘 일치하였다.

• 한국재료학회지
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• 제7권9호
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• pp.744-749
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• 1997

본 연구에서는 고주파 유도경화처리한 중탄소강의 회전접촉 피로거동을 0.44wt.%C강과 0.55wt.%C강을 사용하여 조사하였다. 회전접촉 피로시험은 Polymet RCF-1 시험기에서 탄성유체 윤활 조건으로 회전속도 8,000rpm, 최대 Hertz응력 492kg/m$m^2$을 가하면서 실시하였다. 미세한 lath마르텐사이트가 고주파 유도경화한 0.44wt.%C강과 0.55wt.%C강의 표면경화층에 형성되었고 소량의 페라이트가 일부 형성되었으며 0.44wt.%C강과 0.55wt.%C에 비해 비교적 큰 페라이트가 나타났다. 회전접촉 피로시험 후 표면경도가 거의 유지되는 표면경화층에서 회전접촉 피로시험전에 비해 경도가 상승하였다. 이 경도증가량의 최대치($\Delta$ Hv$_{max}$)와 피로수명과의 관계를 조사한 결과 0.55wt.%C강이 0.44wt.%C강에 비해 회전접촉 피로중에 일어나는 소변형에 대한 높은 저항성에 주로 기인하여 $\Delta$ Hv$_{max}$값은 낮게 나타나고 피로수명은 높게 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권3호
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• pp.259-267
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• 2014

치과용 임플란트를 대상으로 하여 건전환경 및 생체 내의 인자들을 유사하게 반영한 생체유사환경 하에서 피로시험을 수행하였다. 생체유사환경으로는 링거액 환경과 인공타액환경을 각각 사용하였다. 우선 건전환경과 생체유사환경 하에서의 피로수명 및 피로한도를 평가하였다. 또한 피로수명을 향상시킬 수 있는 한 가지 방법을 제안하였다. 인공타액 하에서의 피로수명이 링거환경보다 대체적으로 감소하였다. 시편에 대한 부식작용은 인공타액이 링거액보다 훨씬 크다. 이러한 부식의 차이가 두 경우의 피로수명의 차이로 나타난 것으로 판단된다. 질화처리된 지대주 나사의 질화경화층을 제거하고, 질소확산층을 최표면으로 하는 지대주 나사를 사용한 임플란트의 피로수명은 텅스텐카바이드를 코딩한 기존 제품에 비해 최대 8배의 피로수명 향상효과가 확인되었다.