• Journal of Welding and Joining
• /
• 제30권3호
• /
• pp.51-56
• /
• 2012

Different microstructures in the weld zone of a metal structure including a fusion zone and heat affected zone are formed as compared to the base material. Thus, the mechanical properties in the weld zone are different from those in the base material. As the basic data for reliably understanding the structural characteristics of welded nuclear material, the mechanical properties in the weld zone and base material for a Zircaloy-4 strap and Hastelloy${(R)}$-X alloy strap are measured using an instrumented indentation technique (IIT) in this study.

• 대한금속재료학회지
• /
• 제47권7호
• /
• pp.416-422
• /
• 2009

Approaches for analyzing indentation hardness are still controversial, although the instrumented indentation technique has been generalized as one powerful method that can record surface deformation behaviors. Material pile-ups around the indenter/surface contact region make the conventional Oliver and Pharr's analysis on the instrumented indentation curve inaccurate. Thus, in order to prove the validity of the hardness analyses, five approaches were applied to the experimental data obtained from fused quartz and (100) monocrystalline tungsten specimens; an elastic recovery analysis on instrumented indentation curves, three indentation work analyses on the unit plastic volume, and a differentiation analysis on remnant indentation morphologies were tried. Five kinds of indentation hardness overlapped on one result plot showed the validity of each analysis. The modified indentation work approach based on a new definition of plastic volume showed consistent results with those from the Oliver-Pharr's and image differentiation methods. In the case of pile-up accompanying deformation, the Oliver-Pharr's and image differentiation methods showed the upper and lower limits of indentation hardness, respectively.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.306-314
• /
• 2006

가동 중인 설비 및 대형 구조물은 장시간 사용, 고온 환경 및 반복되는 하중 등의 영향으로 설비재료의 교체 및 유지 보수가 요구된다. 이때 설비의 기계적 특성을 평가하는 것은 필수 불가결한 요소 이지만 대부분의 물성평가방법이 파괴적이기 때문에 가동 중인 설비에 직접 적용하는 것은 상당한 어려움이 따른다. 그러나 계장화 압입시험법은 다양한 기계적인 특성을 비파괴적으로 측정하는 최신기술로서 재료에 하중 인가 및 제거 과정 중 하중과 변위를 연속적으로 측정하여 획득된 압입하중-변위곡선의 분석을 통해 유동물성, 잔류응력, 파괴인성 등의 기계적 특성을 평가 할 수 있다. 본 연구에서는 계장화 압입시험을 이용하여 철강재료 및 용접부 유동물성과 잔류응력을 정량적으로 평가하였다. 계장화 압입시험 시 발생하는 압입자 하부의 응력 상태를 고려하여 유동응력과 변형률을 정의하고, 이를 최적화된 응력-변형률 구성방정식을 통해 유동곡선 및 항복강도, 인장강도 등의 유동물성을 평가 하였다. 계장화 압입시험을 이용하여 잔류응력을 측정하기 위해 소성변형과 직접 관련된 편차 응력 성분만으로 압입변형과 잔류응력 간의 상호작용을 분석하여 잔류응력 모델을 정의하였다. 측정된 유동물성은 일축인장시험의 결과를 통해 그 정확성을 검증하였고, 잔류응력은 홀-드릴링, 절단법 및 ED-XRD 시험과 비교하여 그 모델을 검증하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제56권4호
• /
• pp.1347-1356
• /
• 2024

Measuring the residual stress in the components in nuclear power plants is crucial to their safety evaluation. The instrumented indentation technique is a minimally invasive approach that can be conveniently used to determine the residual stress in structural materials in service. Because the indentation behavior of a structure with residual stresses is closely related to the elastic-plastic behavior of the indented material, an accurate understanding of the elastic-plastic behavior of the material is essential for evaluation of the residual stresses in the structures. However, due to the analytical problems associated with solving the elastic-plastic behavior, empirical equations with limited applicability have been used. In the present study, the impact of the non-equibiaxial residual stress state on indentation behavior was investigated using finite element analysis. In addition, a new nonequibiaxial residual-stress prediction methodology is proposed using a convolutional neural network, and the performance was validated. A more accurate residual-stress measurement will be possible by applying the proposed residual-stress prediction methodology in the future.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제34권2호
• /
• pp.415-424
• /
• 2014

기존 콘크리트 구조물 내력은 변위 및 스트레인 게이지를 통해 기지의 가력에 따른 변화량을 계측하고, 그 결과를 수치해석 결과와 비교하여 평가한다. 이는 결과적으로 현존 콘크리트의 잔류응력을 계측 평가하므로써 완성될 수 있다. 본 논문은 실험적 응력해석법의 일환으로 콘크리트 구조물에 대한 잔류응력을 비파괴적인 방식으로 평가하는 IITC (Instrumented Indentation Technique for Concrete) 시스템 개발과 관련된 것으로 콘크리트 구조물 표면에서 압입하중과 압입깊이와의 상관관계를 이용한 실험적 평가방법을 논하였다. 본 연구에서는 구성되는 H/W 및 분석용 S/W는 새롭게 개발하였으며, 다각도의 실험결과를 이용하여 콘크리트 구조물에서의 실험적 잔류응력 추정식을 창출하였고, 자동으로 잔류응력을 평가케 함으로써 콘크리트 구조물의 축성단계에서부터 유지관리 단계에까지 자유롭게 내력을 산정할 수 있도록 하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제33권4호
• /
• pp.388-393
• /
• 2013

• 한국안전학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.27-33
• /
• 2011

Forensic Engineering is the area covering the investigation of products, structures that fail to perform or do not function as intended, causing personal injury or damage to property. To investigate explosion accident of the centrifugal casting machine in terms of the forensic engineering, in this paper, the computing simulation using ADINA FSI has performed to investigate that the effect of the Check-Pin fracture by the flow phenomena and molten metal weight and the mechanical properties test of the accident Check-Pin has performed using the instrumented indentation technique. Through these studies, the safety accident that may occur in centrifugal casting machine can be minimized by performing specialized and systematic investigation of the accident cause in terms of the forensic engineering.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권5호
• /
• pp.529-535
• /
• 2012

본 논문의 목적은 계장화 압입시험과 유한요소해석을 이용하여 아연도금강판의 기계적 물성을 추정하는 것이다. 먼저 인장시험을 통하여 유한요소해석에 요구되는 두께에 따른 아연도금강판의 기계적 물성을 획득하였으며, 이를 이용하여 유한요소해석을 수행하여 특정지점에서의 소성 응력 및 변형률을 획득하였다. 이러한 유한요소해석의 유효성은 계장화 압입시험의 하중-변위선도와 비교를 통하여 검토하였다. 유한요소해석을 통하여 구한 진응력-진변형률 곡선을 인장시험 결과와 비교하여 이의 정확성을 검증하였으며 또한 이를 바탕으로 대표 응력 및 변형률 산출지점을 재평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권9호
• /
• pp.943-951
• /
• 2014

마이크로/나노 압입시험에 사용되는 각뿔 혹은 원뿔형 압입자의 선단 형상은 제작한계 및 사용 중 마모 등으로 인해 필수적으로 곡면 형태를 띄게 된다. 많은 압입시험 관련 연구에서 각뿔형 압입자의 선단 형상은 편의상 구형으로 가정한 후, 얕은 압입에 대한 구형압입 이론식을 적용하고 있다. 이러한 가정에는 근본적으로 두 가지 문제점이 있는데, 첫 번째로 이론해의 정확성은 재료 물성치 및 압입자 형상에 따라 변화한다는 점이며, 두 번째로 각뿔형 압입자의 실제 선단 형상은 이상적인 구형이 아니라는 점이다. 본 연구에서는 유한요소해석에 기반하여 압입시험에 미치는 이 두 요소의 영향을 분석한다. 먼저 탄성 구형 압입시험에 대해 푸아송비와 하중-변위 곡선의 상관관계를 살펴보고, 이를 기반으로 수정된 구형 탄성 압입 관계식을 제시한다. 이어 가정된 Berkovich 선단 형상의 3차원 유한요소해석으로부터 압입깊이에 따른 하중-변위 곡선의 특성을 분석한다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
• /
• pp.61-66
• /
• 2008

This study is performed to compare characteristics of various measurement technique for weld residual stress. AISI 304 plate with one path weld on the surface was manufactured for this study. Hole drilling method, X-ray diffraction method and instrumented indentation method were used to measure the residual stress before and after welding. All the results were compared and analyzed.