• 제목/요약/키워드: 피로 내구성

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고속철도차량 관절대차 갱웨이 링의 내구성 평가 (Durability Evaluation of Gangway Ring for the Articulated Bogie of High speed Railway Vehicle)

  • 강길현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.66-72
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    • 2019
  • 동력 집중식 고속 철도차량의 승차감과 주행 안정성 향상 방안으로서 채택한 관절형 대차는 차체와 결합된 기존 독립대차와 달리 객차 사이를 갱웨이 링에 의하여 연결한다. 갱웨이 링은 열차 주행 동안 객차분리를 방지하면서 객차사이 승객 이동에 대한 절대적 안전을 확보되어야 함에도 불구하고, 아직까지 정량적인 내구성 시험기준 설정이 미비하다. 따라서 동력 집중식 고속 철도차량의 승차감과 승객 안전성을 향상을 위해서는 관절형 대차 갱웨이 링에 대한 내구성 평가의 시험기준에 대한 체계적인 연구가 중요하다. 본 연구에서는 고속 철도차량 관절형 대차의 갱웨이 링에 대한 안전성을 검토하기 위하여, 열차 운행조건에 준한 전후, 좌우 및 수직의 3축 모드로부터 7가지 혼합모드 하중조건을 도출하였다. 이 하중조건하에 유한요소해석결과로부터 각 부품들의 안전율은 최소 2.4 이상이다. 또한 변형률-피로수명설계관점에서 내구성 해석을 통하여 피로안전성을 평가하였다. 본 갱웨이 링에 대한 내구성 시험은 혼합모드 하중조건하에 총 4단계의 1,000만 사이클을 수행하였다. 내구성 시험 후에 침투 탐상 검사기법을 이용하여 각 부품의 결함유무를 검토하였다.

자동차 언더바의 구조 및 피로해석을 통한 내구성 연구 (A Study on Durability of Under Bar at Car through Structural and Fatigue Analysis)

  • 한문식;조재웅
    • 한국기계가공학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.44-50
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    • 2015
  • This study investigated the durability of the under bar of a car through structural and fatigue analysis. Model 1 had the lowest value among three kinds of models. In the case of the maximum equivalent stress and displacement at structural analysis, model 1 showed the highest durability. Also, models 3 and 2 showed structural durability in order of this value. In the case of fatigue analysis, the maximum fatigue lives of the three models were equal to $2{\times}10^7$cycles. However, model 1 showed the highest value among the three models, as the minimum fatigue life of model 1 becames 92.56 cycles. Also models 3 and 2 showed fatigue durability in order of this value. The maximum possibility of fatigue damage for models1,2,and 3 became 30%. If the results of this study are applied to change the design shape of the under bar of cars, the ride comfort for automobile passengers and car durability can be improved.

스트럿 바의 구조 해석을 통한 피로 내구성에 관한 연구 (A Study on Fatigue Durability through the Structural Analysis of Strut Bar)

  • 한문식;조재웅
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.504-511
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    • 2016
  • This study investigates the durability of strut bar at car through structural and fatigue analyses. In this study, there are model 1 and model 2 as the analysis subjects. Model 1 is the existed one and model 2 is the improved one added with the reinforced part. Model 1 has the maximum equivalent stress of 165.11 MPa shown intensively at the welding part between the bracket and the bar. This stress is distributed over at the part of model 2 reinforced with this part. In case of fatigue analysis, there are three kinds of fatigue load as SAE bracket history, SAE transmission and sample history. The maximum fatigue life at SAE bracket history among three kinds of fatigue loads has the least value of $3.3693{\times}10^5$ cycles. The maximum fatigue life of model 2 becomes longer than that of model 1. As model 2 has the fatigue damage less than model 1, model 2 has the safety than model 1. As the fatigue durability about the configuration of strut bar is analyzed, it is thought to apply this study result into the real part effectively.

다양한 고정 처리법을 이용한 소 심낭의 기계적 피로 자극 후 역학적 및 조직학적 변화 (The Dynamic and Histologic Changes of Variously Fixed Bovine Pericardiums Specimens after Mechanical Fatigue Stimuli)

  • 장형우;김용진;김수환;박지은;박천수;김웅한;김경환
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제42권2호
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    • pp.148-156
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    • 2009
  • 배경: 심혈관 수술이 발달함에 따라 혈관 또는 판막 등의 일부로써 사용하기 위한 보철편의 필요성이 대두되고 있다. 저자들은 보철편의 기계적 성질을 객관적으로 평가하고 내구성에 대한 정보를 얻기 위하여 피로 자극 시험 장비를 개발하였고, 다양한 방법으로 처리된 우(牛)심낭편을 시험하여 그 결과를 확인하고 서로 비교하여 더 나은 처리방법을 찾고자 하였다. 대상 및 방법: 도살장에서 신선 우심낭편을 무균 채취한 뒤 총 16가지의 대표적인 처리방법으로 우심낭편을 고정 또는 탈세포화 한 뒤 피로 실험 전후로 조직의 투과도와 유순도를 측정하여 비교하였고 또한 광학현미경을 통한 조직검사로 조직 구조의 가시적인 변화 정도를 확인하였다. 결과: 글루타르알데히드 단독으로 고정한 경우에 비해 글루타르알데히드와 용매를 혼합하여 고정한 경우가 더 좋은 기계적 내구성을 보였다. 최근 기성제품에서는 저농도 글루타르알데히드가 널리 쓰이고 있으나, 면역학적 이점이 있을 것으로 생각되는 고농도 글루타르알데히드로 고정한 우심낭편도 기계적 내구성에 문제가 얼었다. 탈세포화는 석회화 예방을 위해 다분히 필요한 과정으로 생각되고 있으나, 흔히 쓰이고 있는 SDS를 미용한 탈세포화는 우심낭편의 기계적 성질을 크게 악화시켜 투과도와 유순도가 $20{\sim}190$배 정도까지 증가하며, 탈세포화를 거친 우심낭편은 기계적 내구성도 매우 떨어져 피로 자극 후 투과도와 유순도가 크게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 결론: 자체 개발한 피로 자극 실험 장비를 이용하여 다양한 방법으로 처리한 심낭편의 내구성을 평가할 수 있었으며 향후 최적의 심낭편 처리방법을 개발하기 위한 기초적인 데이터를 얻을 수 있었다.

승용차의 강도/내구 평가기법에 관하여 (A consideration on the strength and durability estimation techniques in passenger car)

  • 정은화;최복록;전재욱
    • 오토저널
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    • 제15권4호
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    • pp.34-43
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    • 1993
  • 본 고에서는 피로해석을 통한 승용차 강도/내구기법에 대하여 개략적으로 언급하였다. 피로해석에 어려운 점은 수명예측방법이 이론적으로 완전히 정립된 것도 아니며 하중 및 재료특성 그리고 주변 사용환경등에 대한 불확실성으로 정량적인 평가가 힘들다는 것이다. 하지만 설계시간의 단축 및 효과적인 경량화 달성을 위해서는 보다 효율적이며 범용화된 피로해석 기법의 개발이 필요하며 해석과정의 자동화도 반드시 이루어져야 할 과제이다.

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피로강도 변동성을 고려한 Pulley의 내구성 평가 (Evaluation of Pulley Durability Considering the Variation of the Fatigue Strength)

  • 심희진;김철수;오원철;김정규
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.394-399
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    • 2004
  • In order to secure the safety of power steering system, it is necessary to perform the strength and the fatigue analysis of pulley in this paper. The applied stress distribution of the pulley subject to combined loads condition was obtained using finite element analysis. Based on these results, the fatigue life of the pulley with the variation of the fatigue strength was evaluated using durability analysis simulator. The optimal hole size to improved the safety of the pulley was investigated using parametric study. Moreover, the predicted fatigue life cycle with the simulator was verified by experimental tests.

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포크레인 버켓의 피로 내구성 해석에 대한 연구 (Study on Fatigue Durability Analysis of Poclain Bucket)

  • 한문식;조재웅
    • 한국기계가공학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.8-13
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    • 2013
  • This study analyzes about poclain bucket through fatigue durability analysis. Maximum equivalent stress and total deformation are shown at the lower of bucket and edge part respectively. Among the cases of nonuniform fatigue loads, 'SAE bracket history' with the severest change of load becomes most unstable but 'Sample history' becomes most stable. In case of 'Sample history' with the average stress of -10000Pa to 5000MPa and the amplitude stress of 0 to 6000MPa, the possibility of maximum damage becomes 3%. This stress state can be shown with 5 or 6 times more than the damage possibility of 'SAE bracket history' or 'SAE transmission'. The structural result of this study can be effectively utilized with the design of poclain bucket by investigating prevention and durability against fatigue damage.

불규칙 피로 하중을 받는 자동차의 컨트롤 암의 구조 해석 (Structural Analysis on Control Arm of Automobile under Nonuniform Fatigue Load)

  • 조재웅
    • 한국기계기술학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.87-92
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    • 2011
  • This study analyzes structural stress and fatigue on control arm of automobile under nonuniform load. Maximum equivalent stress at bolt part is shown with 419.1MPa and the corner is deformed with maximum displacement of 1.1628mm. Among 3 cases of nonuniform fatigue loads applying on control arm, 'SAE bracket history' with the severest change of load becomes most unstable but 'Sample history' becomes most stable. In case of 'Sample history' with the average stress of $-10^5MPa$ to $10^5MPa$ and the amplitude stress of 0 MPa to $10^5MPa$, the possibility of maximum damage becomes 3%. This stress state can be shown with 6 times more than the damage possibility of 'SAE bracket history' or 'SAE transmission'. Safety and durability on automobile can be effectively improved by applying the fatigue analysis result on control arm.

삼원 촉매 담체의 확률론적 열피로 성능 평가 (Probabilistic Estimation of Thermal Fatigue Performance of Three-Way Catalyst Substrate)

  • 조석수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권6호
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    • pp.669-676
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    • 2014
  • 국내 승용차용 삼원촉매담체의 경우 배기가스 변환 효율이나 압력 강하 등은 엔진 효율 측면에서 만족되고 있지만 열적 내구성은 요구 내구 수명을 만족시키지 못하여 차량정비현장에서 상당한 파손사고가 발견되고 있다. 본 논문에서는 이러한 현상의 원인을 밝히기 위하여 국내 승용차용 삼원촉매담체에서 발생되는 열응력을 온도측정자료와 단순한 열응력 모델을 이용하여 구하였으며 열피로 성능은 확정론적 강도가 아닌 확률과 크기 및 피로 인자를 고려한 확률론적 설계 강도로 평가함으로서 확정론적 설계 강도에 의한 열피로 성능 평가 방법을 극복하였다.

브레이크 디스크 구조 형상별 내구성 해석 (Durability Analysis by Shape of Brake Disk Structure)

  • 한문식;조재웅
    • 한국생산제조학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.36-44
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    • 2013
  • This study investigates life, damage and durability through the analyses of fatigue load and vibration on disk brake models of A, B and C. Maximum equivalent stress is happened at the inside of disk brake on these models. As there are A, B and C models by order of life, model A has the most stable strength on fatigue analysis, The deformations at 3 kinds of models become nearly same on natural frequency analysis. The maximum total deformation and equivalent stress is shown at 1617Hz by harmonic vibration analysis on these models. As there are A, B and C models by order of deformation and stress, model A becomes lowest and safest. This study result can be effectively utilized with the design of brake disk in order to improve durability and prevention against its fatigue damage and vibration.