• Title/Summary/Keyword: 피로하중

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Development of Design Technology for Passenger Car Driveshaft Under the Real Load Conditions (실제하중 하에서의 축류설계기술 개발)

  • 이상록;이학주;김경식
    • Journal of the KSME
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    • v.36 no.9
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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.

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Prediction of Fatigue Life for Composite Rotor Blade of Multipurpose Helicopter Using Strength Degradation Model (강도저하모델을 이용한 다목적헬리콥터용 복합재로터깃 피로수명예측)

  • 권정호;서창원
    • Composites Research
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    • v.14 no.2
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    • pp.50-59
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    • 2001
  • The predictions of residual strength evolution and fatigue life of full scale composite rotor blade for multipurpose helicopter were studied using a strength degradation model. Flight-by-flight load spectrum was developed on the basis of FELIX standard spectrum data. The laminated structural analysis was also performed to obtain corresponding local stress and/or strain spectra for each ply of laminate skin and glass roving spar structures around the blade root where fatigue damage was severely anticipated.

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Fatigue Life Estimation Method Considering Traffic Properties for Steel Highway Girder Bridge (교통특성을 고려한 강도로교의 피로수명 평가 방안)

  • Lee, Hee-Hyun;Kyung, Kab-Soo;Jeon, Jun-Chang
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.22 no.3
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    • pp.209-218
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    • 2010
  • The fatigue phenomenon, which is induced by stress accumulation due to the repeated loading of vehicles in the long term, is one of the main factors of the span of life of a steel bridge. In this paper, the effects of traffic properties on the fatigue life of ordinary short- and medium-span steel plate girder bridges that are exposed to relatively large dynamic effects are investigated. From the analysis, it was known that the fatigue life of the bridge becomes shorter with increasing traffic volume and number of large vehicles, and is affected by the weights of the vehicles. Based on the analysis results, a new parameter that can represent the traffic property that affects the fatigue life of the subject bridge is suggested, and the validity of the parameter is confirmed.

구조물 구성요소의 피로구열전파 거동에 관한 고찰

  • 정석주
    • Journal of the KSME
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    • v.28 no.2
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    • pp.177-180
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    • 1988
  • 파괴안전설계를 하기 위하여 파괴역학원칙을 성공적으로 적용시키기 위해서는 주로 믿을 수 있는 크랙성장을 예측하는데 달려있다. 일정크기의 피로하중을 받는 구조물 구성요소의 경우 안전계수로 빈도수와 환경의 영향을 설명할 수 있다면 경험적인 데이터를 바탕으로 하여 그 피로거동은 상당히 쉽게 예상될 수 있다. 그러나 구조물 구성요소가 변화크기의 피로하중을 받는다면, 크랙성장예측을 위한 데이터를 마련하는데는 무엇보다도 그러한 변화크기의 피로하 중상태의 적용모델이 확실히 필요하며, 일어날 수 있는 여러 가지 상황들을 통합할 수 있는 모 델에 입각하여야 한다.

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Design of Individual Pitch Control and Fatigue Analysis of Wind Turbine (풍력발전시스템 개별피치제어설계 및 피로해석에 관한 연구)

  • Jeon, Gyeong Eon;No, Tae Soo;Kim, Guk Sun
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.38 no.1
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    • pp.1-9
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    • 2014
  • Structural loading on a wind turbine is due to cyclic loads acting on the blades under turbulence and periodic wind field. The structural loading generates fatigue damage and fatigue failure of the wind turbine. The individual pitch control(IPC) is an efficient control method for reducing structural loading. In this paper, we present an IPC design method using Decentralized LQR(DLQR) and Disturbance accommodating control(DAC). DLQR is used for regulating rotor speed and DAC is used for canceling out disturbances. The performance of the proposed IPC is compared with CPC, which was designed with a gain-scheduled PI controller. We confirm the effect of fatigue load reduction with the use of damage equivalent load(DEL).

Residual Stress Redistribution and Fatigue Behavior in Weldment (용접재의 잔류응력 재분포와 피로거동)

  • 이용복;정진성
    • Journal of Welding and Joining
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    • v.15 no.3
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    • pp.20-28
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    • 1997
  • 용접부에는 많은 취약조건들이 존재하며 파괴의 주 원인이 되고 있어 이들에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서, 현재 용접재료, 용접 조건 및 용접방법 등 을 개선함으로써 여러 방면에서 좋은 결과를 얻고 있다. 그러나 아직도 용접시의 열소 성변형과 구속조건에 따라 분포하는 잔류응력에 의한 피로균열거동에 대한 연구는 정확한 잔류응력 측정의 어려움으로 미흡한 상태이다. 특히 잔류응력의 측정기술과 반복하중에 의한 피로균열 진전시 잔류응력의 이완 등은 이들을 해석하는데 많은 어 려움을 주고 있다. 용접시 높은 열에 의한 재료의 팽창과 냉각시의 수축변형은 용접 부재에 인장 및 압축 잔류응력을 유발시키고, 인장잔류응력은 균열 진전될 때 잔류 응력은 오히려 균열을 지연시키기도 한다. 또한 잔류응력장에서 피로 균열이 진전될 때 잔류응력은 일반적으로 작용하중의 크기와 반복 수 그리고 균열 진전 등으로 인하 여 이완되고 재분포된다. 본 해설에서는 용접재의 피로거동중에 발생하는 잔류응력의 재분포 현상을 하중의 범위, 하중 반복수, 균열 진전의 영향으로 구분하여 각각의 영향에 대해서 기술하고자 한다.

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혼합모드 I+II 피로 하한계 영역에서의 모드II 영향에 관한 고찰

  • 홍석표;송삼홍;이정무
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.113-113
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    • 2004
  • 실제 사용중인 기계나 기계구조물은 다양한 환경 및 복잡한 설계조건으로 인하여 변동하중과 다축에서 작용하는 혼합모드 하중 상태에 놓이는 경우가 대부분이다. 하지만, 순수 모드 I 하중상태 하에서의 연구는 활발히 이루어졌으나, 실제 구조물에서 대부분 발생하는 혼합모드 하중상태 하에서의 연구는 아직 부족한 실정이다. 또한 기계구조물내의 많은 성분요소에 존재하는 작용 하중 방향에 수직적이지 않게 되며, 초기균열의 균열선상에서 성장하지 않는다.(중략)

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

  • Kim, B. S.;Lee, B. H.;Kim, I. S.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.27 no.6
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    • pp.825-832
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    • 1995
  • The effect of loading variables and temperature on fatigue crack growth rate in SA508 Cl.3 nuclear pressure vessel steel was investigated in air environment Crack growth rate tests on compact tension specimen of thickness 12mm were conducted by using sinusoidal waveform. The crack length was monitored by compliance method. Test conditions were at 0.1 and 0.5 of load ratio, at 1 and 10 Hz of loading frequency, and at room temperature to 40$0^{\circ}C$. At the lower temperatures, the fatigue crack propagation was not affected by the frequency and temperature, while at the higher temperatures above 12$0^{\circ}C$, fatigue crack growth rate increased with decreasing loading frequency and increasing temperature. This accelerated fatigue crack propagation was associated with the increase of oxidation rate at the ahead of crack tip. Fatigue crack growth rate increased with in-creasing the load ratio. The effect of load ratio was more significant at the lower temperature, while the dependence on load ratio decreased with increasing temperature. The sensitivity of load ratio to temperature can be explained by crack closure with the oxidation process.

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The effect of random spectrum on the fatigue life of hybrid metal matrix composites (랜덤하중이 하이브리드 금속복합재료의 피로수명에 미치는 영향)

  • 김성훈;배성인;송정일
    • Composites Research
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    • v.16 no.6
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    • pp.48-55
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    • 2003
  • This research makes comparisons of empirical fatigue-lives between AC8A A1 alloy and the metal matrix composites(A1/A12O3, A1/A12O3/A12O3p), and also includes comparisons of fatigue-lives between empirical fatigue-lives and estimated fatigue-lives from regular-periodic load testing, AE method to predict fatigue-crack initiation before visible in sight and SEM(scanning electron microscope) photographs of each material. According to the test results of the notched specimen. the fatigue life of the hybrid metal matrix composites and the metal matrix composites, which are more brittle than the base matrix was shorter than that of the base matrix under both types of loads. In addition, the fatigue-life estimated from the damage summation method and that from experiments at random loads were fairly identical.

Development of Fatigue Model of Concrete Pavement Considering Environmental Loading (환경하중을 고려한 콘크리트 포장 피로모형의 개발)

  • Lim, Jin Sun;Kim, Yeon Bok;Jeong, Jin Hoon
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.28 no.6D
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    • pp.819-829
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    • 2008
  • Fatigue cracking occurs over long time period because dynamic strength of slab continuously decreases by vehicle loading repetitively applied to the concrete pavement. To more accurately predict the fatigue life of the concrete pavement, the stress due to environmental loading should be considered prior to calculating the stress due to the vehicle loading because the stress due to temperature and moisture distribution always exists within the slab. Accordingly, a new fatigue model considering the environmental loading was developed in this research by evaluating factors of existing fatigue models most widely used and by making data points from the models. The applicability of the new model was evaluated by performing a fatigue analysis on the general concrete pavement structure using local climatic and traffic conditions in Korea. It was concluded that the top-down cracking due to the tensile stress at top of the slab is dominant cause of the fatigue failure than the bottom-up cracking occurred at bottom of the slab. More advanced fatigue analysis considering vehicle speed is expected by developing this study.