• 제목/요약/키워드: 피로 수명 평가

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살물선의 피로균열 전파해석과 피로강도 평가에 대한 연구 (A Study on Fatigue Crack Propagation Analysis and Fatigue Strength Evaluation for Bulk Carrier)

  • 엄동석;김충희
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제11권4호
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    • pp.112-124
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    • 1993
  • It has been reported that fatigue damage sometimes occurred at the stress concentrated and dynamic loaded structural members of bulk carrier. In this paper, studies on fatigue strength of hull structures are reviewed, and the program for evaluating fatigue strength is developed. And the fatigue crack initiation and propagation on the end part of cargo hold frame of bulk carrier were calculated by FEM stress analysis and the fatigue strength evaluation program. These method can be applied not only to the crack initiation life but also to crack propagation life for the hull structural members at the hull design stage and be effective as the guideline to prevent the crack initiation or to estimate the fatigue strength for repairing of the fatigue damaged structures of real ships.

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가압기 밀림관 환경피로평가를 위한 피로보정계수 적용에 관한 연구 (A Study on Application of Fatigue Correction Factor for Environmental Fatigue Evaluation of Pressurizer Surge Line)

  • 양준석;박치용;강선예
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권10호
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    • pp.1151-1157
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    • 2009
  • Nuclear power plants applying for the continued operation over design life are required to address the effects of reactor water environment in fatigue design requirement of the ASME Code. Reactor water environmental effects are generally evaluated by calculating fatigue correction factors on fatigue usage. This paper describes the application for pressurizer surge line of environmental fatigue correction factors and the strain rate impact in the application. From this paper, the environmental fatigue correction factors resulted from the assumption of a step change in temperature are especially compared with those calculated from the data measured during plant startup. As a conclusion of this paper, the design transient conditions applied to the fatigue design may be conservative in case of the environmental fatigue evaluation.

자동차용 직선화 배기시스템의 피로내구 해석 및 평가 (Fatigue Durability Analysis and Evaluation for Straighted Type Exhaust System of Automobile)

  • 박세종;서호철
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.147-152
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    • 2005
  • The exhaust system of automobile is faced with random or spectrum types of fatigue loads during usage life and so needs to be closely estimated for quality and performance to have enough certainty on design endurance lift during preliminary design process. Structural operation conditions, operation load history, property of material and manufacturing process etc. should be considered by performing experiment approach. Using the software program for predicting fatigue life quickly and exactly in preliminary design stage saves plenty of time and cost generated by fatigue tests. In this paper, fatigue life prediction was performed on the basis of fatigue analysis using MSC/FATIGUE and load data from field test and the life of development items was estimated and compared through the results.

장기 사용 Cr-Mo강 열화재의 파괴 인성 평가와 수명예측 (Life Prediction and Evaluation of Fracture Toughness of a Cr-Mo Degraded Steel During Long Service)

  • 권재도
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권8호
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    • pp.1421-1428
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    • 1992
  • 본 연구에서는 실제 고온, 고압용기에 장기 사용하여 재료 특성이 변화된 열 화재와 열화재를 열처리하여 충격치를 회복시킨 회복재의 두 종류의 재료를 사용하여 탄소성 파괴 인성치 J$_{IC}$실험을 수행하여 장기사용에 따른 재질열화에 의한 파괴 인성치의 변화 상태를 검토해 보고, 이를 응용한 수명예측 즉, 3차원 표면 균열을 갖 인 판이 열화된 경우와 건전한 경우를 가정하여 피로 파괴 과정중 파단 특성에 어떤 차이가 일어날까에 대해 연구 검토해 보았다.

열간단조 금형 수명연장을 위한 경화육성용접용 태경 FCW의 개발 (Development of Large Diameter Hardfacing FCW for Life Extension of Hot Forging Die)

  • 김성호;정연호;백승희;장종훈;박철규;우희철;정병호;조상명
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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    • pp.13-13
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    • 2009
  • 현재 열간단조 금형을 제작함에 있어 육성용접을 실시하는 방법이 금형강 STD61, STD11 등으로 제작하는 방법에 비해 보수나 비용적인 측면에서 이점을 가지고 있기 때문에 점차적으로 증가하고 있는 추세이다. 열간단조 공정에서 금형은 $1000^{\circ}C$이상의 고온재료와 반복접촉하게 된다. 이때 이형제의 사용은 급속냉각 및 급속가열의 열피로를 가속시킨다. 또한, 금형은 반복충격에 의한 기계적 피로를 받게 된다. 이러한 금형의 사용환경을 고려한 FCW는 종래 고가의 $2.8{\sim}3.2{\Phi}$인 외국산 FCW를 사용하였으나 이를 대체한 $3.2{\Phi}$ 태경 FCW가 국내에서 개발되었다. 하지만 개발된 FCW를 사용하여 제작된 금형의 수명이 부족한 현상이 발생하였다. 이에 금형의 수명을 연장시킬 수 있는 내균열성 및 내열충격성을 확보한 태경 FCW의 개발과 개발된 FCW의 성능평가가 요구되었다. 특히 열간단조 금형에 있어서 중요한 내열충격성의 경우 가열과 냉각의 반복 Cycle에 의한 Thermal shock의 평가가 대부분이며 높은 Cycle로 인해 많은 시간이 걸리며, 또한 가열과 냉각을 오갈 수 있는 고가의 시험장치가 요구된다. 그러므로 개발된 FCW 육성용접부의 내균열성 및 내열충격성을 평가할 수 있는 방법에 대한 연구와 특히 내열충격성을 시간이 적게 걸리면서도 경제적으로 평가할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 열간단조 금형 육성용접부의 내균열성 및 열충격특성을 평가할 수 있는 방법에 대한 검토와 특히 내열충격성에 대해 J.W.Kim등의 시험방법을 참고하여 시간이 적게 걸리면서 저 비용으로 열 충격특성을 평가할 수 있는 시험법을 고안하는 것이다. 이를 위한 방법으로 육성용접부의 내균열성을 평가하기 위한 상온 Bending을 실시하였고, 내열충격성을 평가하기 위한 염욕로를 이용하는 고온 Bending을 고안하여 실시하였다. 상온 Bending, 고온 Bending 모두 3점 굽힘시험을 적용하였다. 고온 Bending의 가열방법으로는 염욕로를 사용하여 시편이 대기중에서 약 $850^{\circ}C$의 온도가 될 수 있도록 하였다. 시편은 각각 열처리를 하여 요구 경도를 확보하였고, 이를 염욕로에서 5분간 가열 및 유지하여 취출 후 굽힘하중을 가하여 변위의 정도로 열충격을 평가하는 방법을 사용하였다. 상온 Bending은 극한변형량과 파단부 극한응력으로, 고온 Bending은 고온 극한변형량으로 평가를 하였고, 외국산 FCW를 사용한 육성용접부를 비교대상으로 하였다. 평가 결과 개발된 국산 $3.2{\Phi}$ 태경 FCW의 성능은 외국산 FCW와 유사하거나 우수한 것으로 평가되었고, 실제 금형을 제작하여 현장에 적용한 결과 금형의 수명이 연장된 것이 나타났다.

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

  • 임진선;김연복;정진훈
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권6D호
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    • pp.819-829
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    • 2008
  • 콘크리트 포장에 반복적으로 재하되는 차량의 하중에 의하여 슬래브의 동적강도는 꾸준히 감소하며 장기적으로 피로균열이 발생한다. 온도와 수분의 분포에 의하여 슬래브 내에는 항상 응력이 도입되어 있으므로 이를 고려한 후 차량하중의 영향을 추가해야만 보다 정확하게 콘크리트 포장의 피로수명을 예측할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존에 개발된 대표적 피로모형들의 각종 인자들을 평가하고 모형으로부터 데이터를 추출하여 환경하중을 고려하는 새로운 피로모형을 개발하였다. 국내 각 지역의 기상 및 교통조건을 사용하여 국내에서 일반적으로 시공되는 콘크리트 포장에 대한 피로해석을 수행하여 개발된 피로모형의 적용성을 평가하였다. 슬래브 하부에서 발생한 상향의 균열보다는 슬래브 상부의 인장응력에 의한 하향의 균열이 피로파손의 주요한 원인으로 판단되었다. 본 연구결과를 바탕으로 한 후속 연구를 통하여 차량의 속도가 고려된 피로해석도 수행될 수 있을 것으로 기대된다.

원자력발전소 1차 계통 주요기기에 대한 웹기반 피로수명평가 시스템 개발 (Development of a Web-based Fatigue Life Evaluation System for Primary Components in a Nuclear Power Plant)

  • 서형원;이상민;최재붕;최성남;장기상;홍승렬;김영진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제28권6호
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    • pp.663-669
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    • 2004
  • A nuclear power plant is composed of a number of primary components. Maintaining the integrity of these components is one of the most critical issues in nuclear industry. In order to maintain the integrity of these primary components, a complicated procedure is required including regular in-service inspection, failure assessment, fracture mechanics analysis, etc. Also, experts in different fields have to co-operate to resolve the integrity issues on the basis of inspection results. This integrity evaluation process usually takes long, and thus, is detrimental for the plant productivity. Therefore, an effective safety evaluation system is essential to manage the integrity issues on a nuclear power plant. In this paper, a web-based fatigue life evaluation system for primary components in nuclear power plant is proposed. This system provides engineering knowledge-based information and concurrent and collaborative working environment through internet, and thus, is expected to raise the efficiency of integrity evaluation procedures on primary components of a nuclear power plant.

Retirement For Cause 개념에 의한 가스터빈 디스크 수명의 평가 (Life Evaluation of Gas Turbine Engine Disk based on Retirement for Cause Concept)

  • 남승훈;박종화;김종엽
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권2호
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    • pp.365-373
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    • 2002
  • For gas turbine engines, the safe life methodology has historically been used fur fatigue life management of failure critical engine components. The safe retirement limit is necessarily determined by a conservative life evaluation procedure, thereby many components which have a long residual life are discarded. The objective of this study is to introduce the damage tolerant design concept into the life management for aircraft engine component instead of conservative fatigue life methodology which has been used for both design and maintenance. Crack growth data were collected on a nickel base superalloy which have been subjected to combined static and cyclic loading at elevated temperatures. Stress analysis fur turbine disk was carried out. The program for computing creep-fatigue crack growth was developed. The residual lifes of turbine disk component under various temperatures and conditions using creep-fatigue crack growth data were estimated. As the result of analysis, it was confirmed that retirement fur cause concept was applicable to the evaluation of residual life of retired turbine disk which had been designed based on the conventional fatigue life methodology.

가속시험을 통한 불규칙하중을 받는 실구조물의 피로수명평가 (Fatigue Life Evaluation of an Actual Structure under the Irregular Loading using an Acceleration Test)

  • 김형익;배봉국;박재실;석창성;모진용
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.166-169
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    • 2004
  • A fatigue test was used to evaluate the fatigue life of an actual structure. The loaded state and the constraint condition of an actual structure must be same as the specimen in order to apply the test results to an actual structure by the specimen. The loaded state and constraint conditions can't be same as the specimen in the actual structure which is complicated. In order to reduce these differences, an actual structure test with a lot of frequencies is need to get a fatigue life curve. Therefore, ten sets of accelerated test units which attached unbalanced mass were composed in this study. Acceleration history about the vibration of an actual structure was acquired. Rainflow counting was used on acceleration history, and the life curve return formula was assumed. The return formula that damage satisfied `1' was acquired in a feedback process by the Miner's rule, which was the linear cumulative damage theory. A conservative fatigue life curve was determined with a return formula to have been presumed by each set. The fatigue life of regular rpm condition was calculated by these conservative fatigue life curves.

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원자력발전소 1 차 계통 주요기기에 대한 웹기반 피로수명평가 시스템 개발 (Development of a Web-based Fatigue Life Evaluation System for Primary Components in a Nuclear Power Plant)

  • 서형원;이상민;최재붕;김영진;최성남;장기상;홍승렬
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.279-284
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    • 2003
  • A nuclear power plant is composed of a number of primary components. Maintaining the integrity of these components is one of the most critical issues in nuclear industry. In order to maintain the integrity of these primary components, a complicated procedure is required including regular in-service inspection, failure assessment, fracture mechanics analysis, etc. Also, experts in different fields have to co-operate to resolve the integrity issues on the basis of inspection results. This integrity evaluation process usually takes long, and thus, is detrimental for the plant productivity. Therefore, an effective safety evaluation system is essential to manage the integrity issues on a nuclear power plant. In this paper, a web-based fatigue life evaluation system for primary components in nuclear power plant is proposed. This system provides engineering knowledge-based information and concurrent and collaborative working environment through internet, and thus, is expected to raise the efficiency of integrity evaluation procedures on primary components of a nuclear power plant.

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