• 제목/요약/키워드: Crack Initiation Life

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TMCP 고장력강재와 그 용접부의 저사이클피로특성에 관한 연구 (Low cycle fatigue behaviour of TMCP steel in as-received and welded states)

  • 김영식;한명수
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제8권4호
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    • pp.46-57
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    • 1990
  • TMCP steel manufactured by controlled rolling followed by accelerated cooling process is known to have extra-ordinary mechanical properties such as tensile strength and toughness. However, there is much uncertainty about the fatigue fracture characteristics, especially, in the welded state of this steel. In case of this steel, the softening zone by welding is generated in heat affected zone in contrast with the case of conventional normalized high strength steel. This softening zone is considered to play significant roles in low cycle fatigue fracture of the welded part of this steel. In this paper, the low cycle fatigue behaviors of TMCP steel were inspected in as-received and welded state using the smooth specimen. The fatigue life-time was seperately investigated on the basis of failure of the specimen and crack initiation which is detected by differential strain method. Moreover, the low cycle fatigue characteristics of TMCP steel were quantitatively compared with those of the conventional normalized steel of same strength level.

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신선 가공된 이상 조직강의 냉간 성형성에 대한 연구 (A Study on the Cold Formability of Drawn Dual-Phase Steels)

  • 박경수;최상우;이덕락;이종수
    • 소성∙가공
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    • 제13권1호
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    • pp.84-89
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    • 2004
  • There is a growing interest to replace the commercial steels with non-heat treated steels, which does not involve the spheroidization and quenching-tempering treatment. However, Non-heat treated steels should satisfy high strength and good formability without performing heat treatment. Therefore, it is important to investigate optimum materials showing a good combination of strength and formability after the drawing process. In this study, Dual-Phase Steels were studied as candidate materials for non-heat treated steels, which have different martensite morphologies and volume fractions obtained through heat-treatment of intercritical quenching (IcQ), intermediate quenching (ImQ) and step quenching (SQ). The mechanical properties of DP steels were measured by tension and compression tests. Also, the cold formability of three DP steels which have similar tensile strength value was investigated by estimating the deformation resistance and the forming limit. The deformation resistance which is important factor in determining die life was estimated by calculating the deformation energy. And the forming limit was estimated by measuring the critical strain revealing crack initiation at the notch tip of the specimens.

회전익 항공기용 주 로터 작동기에 대한 손상허용 평가 연구 (A Study on Flaw Tolerance Evaluation of a Main Rotor Actuator for Rotorcraft)

  • 박주원;정정래
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제14권spc호
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    • pp.1-6
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    • 2020
  • 미국 연방항공규정(FAR) §29.571 Amendment 55에서 다루고 있는 손상허용 평가 내용은 2012년에 개념 정립이 되었다. 최근 정립된 개념임에 따라 손상허용 평가 개념을 도입하여 입증 절차를 수행한 이력이 많지 않다. 본 논문은 회전익 항공기에서 주요 구조 요소(PSE; Principal Structure Element)로 분류된 주 로터 작동기 개발품을 FAR §29.571 요건의 손상허용 평가를 바탕으로 인증을 위해 수행한 일련의 과정 및 평가 방법들을 소개하고자 한다. 주 로터 작동기는 초기결함을 생성한 후 설계 목표수명의 2배수에 해당하는 손상허용 시험을 수행하였다. 이를 바탕으로 회전익 항공기 주 로터 작동기는 충분한 손상허용능력을 확보하고 있음을 입증하였다.

반복인장-압축하중을 받는 이온질화 처리한 SM45C의 부식피로 파괴거동에 관한 연구 (A study on the corrosion fatigue fracture behavior of ion-nitrided SM45C under alternating tension-compression loading)

  • 우창기;김희송
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.451-460
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    • 1989
  • 본 논문에서는 기계용 부품소재로 많이 사용되는 SM45C에 대하여 이온질화 처리시 N$_{2}$:H$_{2}$ 가스조성비 변화에 따른 효과가 반복인장-압축하중을 받는 부식피로파괴의 거동에 미치는 영향을 중점적으로 연구하였다.

FEM Carrier용 PP-LFT 소재의 응력비 변화에 따른 피로 거동 (Fatigue Behavior of PP-LFT used in FEM Carreir with Variation of Stress Ratio)

  • 문종신
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.8-14
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    • 2015
  • 지금까지 자동차 소재의 경량화 및 연소가스의 저감은 부품의 플라스틱화를 통하여 많은 진전이 있었다. 장섬유 보강 폴리프로필렌 소재가 적용된 프론트 엔드 모듈 캐리어는 플라스틱 구조부품 중에서 가장 성공적인 사례이다. 하지만, 장기 신뢰성 측면에서 볼 때, 자동차용 플라스틱 소재에 대한 피로거동 및 진동내구에 대한 더 많은 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 프론트 엔드 모듈 캐리어의 피로설계 및 해석의 기초가 되는 폴리프로필렌 장섬유 소재에 대한 내구성을 분석하였다. 피로수명과 응력진폭 또는 평균응력 간의 상관관계를 평가하기 위하여 다양한 응력비에서 피로실험을 수행하였다. 일정 응력진폭에서 응력비를 변화시킨 결과는 최대하중을 고정시킨 결과보다 피로수명의 변화가 응력비 증가에 따라 2~6% 크게 나타났다. 또한 주사전자 현미경을 통하여 장섬유 보강 폴리프로필렌 소재에 대한 피로균열의 발생, 전파의 파괴기구를 확인하였다.

Al-Si-Mg계 주조용 알루미늄 합금의 고주기 피로 거동에 미치는 기공의 영향 (Effect of Porosity on the High-Cycle Fatigue Behavior of Al-Si-Mg Casting Alloy)

  • 이영재;강원국;어광준;조규상;이기안
    • 소성∙가공
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    • 제18권4호
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    • pp.296-303
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    • 2009
  • The effect of porosity on the high-cycle fatigue properties of Al-Si-Mg casting aluminum alloys was investigated in this study. Microstructure examination, tensile and high-cycle fatigue test were conducted on both Al-Si-Mg casted (F) and heat-treated (T6) conditions. Porosity characteristics on the fracture surfaces of fatigue-tested samples were examined using SEM and image analysis. The microstructure observation results showed that eutectic Si particles were homogeneously dispersed in the matrix of the Al-Si-Mg casting alloys, but there were porosities formed as cast defects. The high-cycle fatigue results indicated that the fatigue strength of the 356-T6 alloy was higher than that of the 356-F alloys because of the significant reduction in volume fraction of pores by heat treatment. The SEM fractography results showed that porosity affected detrimental effect on the fatigue life: 80% of all tested samples fractured as a result of porosity which acted as the main crack initiation site. It was found that fatigue life decreased as the size of the surface pore increased. A comparison was made between surface pore and inner pore for its effect on the fatigue behavior. The results showed that the fatigue strength with the inner pores was higher than that of the surface pore.

기지금속과 $Al_2O_3$/Al 금속복합재료의 피로 및 주기적 변형거동 (Fatigue and Cyclic Deformation Behavior with the Unreinforced Matrix Alloy and Al/$Al_2O_3$ Metal Matrix Composites)

  • 송정일
    • Composites Research
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    • 제12권5호
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    • pp.1-11
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    • 1999
  • 본 연구는 단섬유보강 금속복합재료의 피로 및 주기적 거동에 관한 연구로서, 가압용침법을 이용하여 제조된 Al6061과 이를 기지금속으로 사용한 단섬유보강 Al/$Al_2O_3$-15% 복합재료의 주기적변형(cyclic deformation)과 피로거동(fatigue behavior)에 대해서 실험적으로 고찰하였다. Al/$Al_2O_3$ 복합재로의 피로강도는 210MPa로 나타났고 기지금속은 170MPa로 나타났다. 영구소성변형에 의한 합변위는 피로수명 초기 5%이내에서 대부분 발생하며 파단시의 합변위는 복합재료와 기지금속 모두 축적된 소성변형으로 인하여 인장시험에서의 연신율에 비해 작은 값을 가진다. 금속복합재료의 주기적 변위는 보강재가 전위 전파의 저지역할을 함으로써 기지금속에 비하여 다소 감소하는 것으로 나타났다. 파면관찰결과 기지금속의 경우 금속복합재료에 비해 전체 시험편 단면에서 넓은 영역에서 균열전파 형태를 관찰할 수 있었으며, 또한 금속복합재료의 파면에서는 연속적인 피로하중에 의한 기지금속과 보강재간의 분리(debonding)등의 결과로 보강재가 뽑혀나간 흔적이 관찰되고 있다.

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Al-Si-Mg계 주조용 알루미늄 합금의 고주기 피로 거동에 미치는 기공의 영향 (Effect of Porosity on the High-Cycle Fatigue Behavior of Al-Si-Mg Casting Alloy)

  • 이영재;강원국;어광준;조규상;이기안
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.350-352
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    • 2009
  • The effect of porosity on the high-cycle fatigue properties of Al-Si-Mg casting aluminum alloys was investigated in this study. Microstructure examination, tensile and high-cycle fatigue test were conducted on both Al-Si-Mg casted (F) and heat-treated (T6) conditions. Porosity characteristics on the fracture surfaces of fatigue-tested samples were examined using SEM and image analysis. The microstructure observation results showed that eutectic Si particles were homogeneously dispersed in the matrix of the Al-Si-Mg casting alloys, but there were porosities formed as cast defects. The high-cycle fatigue results indicated that the fatigue strength of the 356-T6 alloy was higher than that of the 356-F alloys because of the significant reduction in volume fraction of pores by heat treatment. The SEM fractography results showed that porosity affected detrimental effect on the fatigue life: 80% of all tested samples fractured as a result of porosity which acted as the main crack initiation site. It was found that fatigue life decreased as the size of the surface pore increased. A comparison was made between surface pore and inner pore fur its effect on the fatigue behavior. The results showed that the fatigue strength with the inner pores was higher than that of the surface pore.

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(Mg + Al2Ca)로 개량된 AA7075 합금의 미세조직, 기계적 특성, 그리고 고주기 피로 특성에 미치는 T6 및 T73 열처리의 효과 (Effect of T6 and T73 Heat Treatments on Microstructure, Mechanical Responses and High Cycle Fatigue Properties of AA7075 Alloy Modified with Mg and Al2Ca)

  • 황유진;김관영;김규식;김세광;윤영옥;이기안
    • 소성∙가공
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    • 제30권1호
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    • pp.5-15
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    • 2021
  • The effects of heat treatments (T6 and T73) on the microstructure, mechanical properties, and high cycle fatigue behavior of modified AA7075 alloys were investigated. A modified 7075 alloy was manufactured using modified-Mg (Mg-Al2Ca) instead of the conventional element Mg. Based on the microstructure, the average grain size was 4.5 ㎛ (T6) and 5.2 ㎛ (T73). Regardless of heat treatment, the modified AA7075 alloys consisted of Al matrix containing homogeneously distributed Al2CuMg and MgZn2 phases with reduced Fe-intermetallic compound. Room temperature tensile tests showed that the properties of modified 7075-T6 (Y.S.: 622MPa, T.S: 675MPa, elongation: 15.4%) were superior to those of T73 alloy (Y.S.: 492MPa, T.S: 548MPa, elongation: 12.8%). Experimental data show that the fatigue life of T6 was 400 MPa, about 64% of its yield strength. However, the fatigue life of T73 alloy was 330 MPa and 67%. Irrespective of the stress level, all crack initiation points were located on the specimen surface, and no inclusions acting as stress concentrators were seen. Superior mechanical properties and high cycle fatigue behavior of modified AA7075-T6 alloy are attributed to the fine grains and homogeneous distribution of small second phases such as MgZn2 and Al2CuMg, in addition to reduced Fe-intermetallic compounds.

Ni기 초내열합금 GTD111 DS의 고온 저주기 피로수명 예측 (Life Prediction of Low Cycle Fatigue for Ni-base Superalloy GTD111 DS at Elevated Temperature)

  • 김진열;윤동현;김재훈;배시연;장성용;장성호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권8호
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    • pp.765-770
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    • 2017
  • Ni기 초내열합금인 GTD111 DS는 가스터빈 블레이드에 사용된다. 본 논문에서는 실제 운전조건과 유사한 조건을 설정하여 GTD111 DS의 저주기 피로시험을 실시하였다 상온, $760^{\circ}C$, $870^{\circ}C$의 온도범위와 다양한 변형률에서 저주기 피로시험을 수행하였다. 실험결과 총 변형률이 증가함에 따라 피로수명은 감소하였다. 상온 및 $760^{\circ}C$에서는 주기적 경화반응이 나타났으며 $870^{\circ}C$에서는 주기적 연화반응이 나타났다. $870^{\circ}C$에서 응력완화 현상은 유지시간에 따른 크리프의 영향으로 나타났다. 피로수명과 총 변형률의 관계는 Coffin-Manson 식을 통해 얻었다. 파단면은 SEM을 통해 초기균열 및 피로진전지역을 관찰하였다.