• 제목/요약/키워드: Probabilistic Fatigue Life

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TiNi/Al6061-T6과 TiNi/Al2024-T4 형상기억복합재료에 대한 피로강도기준의 비교 (Comparison of Fatigue Strength Criteria for TiNi/Al6061-T6 and TiNi/Al2024-T4 Shape Memory Alloy Composite)

  • 조영직;박영철
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권2호
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    • pp.99-107
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    • 2009
  • This study produced a design curve and fatigue limit for a variation in volume ratio and reduction ratio of TiNi/Al composites. In many cases, stress-life curve does not indicate fatigue limit, so it was presented by probabilistic-stress-life curve. Goodman diagram was used to analyze the fatigue strength of materials with a finite life determined by repeated load and the fatigue strength of endurance limit with an infinite life. The fatigue experiment was conducted using the scenk-type plane bending specimen in same shape. The result of the fatigue test, which had been conducted under consistent stress amplitude, was examined. (i) The optimal condition for TiNi/Al in accordance with hot pressing (ii) Impacts of fatigue limit caused by a variation in reduction ratio and volume ratio of TiNi/Al composites (iii) Probability distribution for fatigue limit of TiNi/Al2024 and TiNi/Al6061.

피로 자료 분산을 고려한 자동차 부품의 신뢰도 해석 (Evaluation of chassis component reliability considering variation of fatigue data)

  • 남기원;이병채
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.690-693
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    • 2005
  • In this paper, probabilistic distribution of fatigue life of chassis component is determined statistically by applying the design of experiments and the Pearson system. To construct $p-\varepsilon-N$ curve, the case that fatigue data are random variables is attempted. Probabilistic density function(p.d.f) for fatigue life is obtained by design of experiment and using this p.d.f fatigue reliability about any aimed fatigue life can be calculated. Lower control arm and rear torsion bar of chassis component are selected as examples for analysis. Component load histories, which are obtained by multi-body dynamic simulation for Belsian load history, are used. Finite element analysis are performed using commercial software MSC Nastran and fatigue analysis are performed using FE Fatigue. When strain-life curve itself is random variable, probability density function of fatigue life has very little difference from log-normal distribution. And the case of fatigue data are random variables, probability density functions are approximated to Beta distribution. Each p.d.f is verified by Monte-Carlo simulation.

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피로 자료 분산을 고려한 자동차 부품의 신뢰도 해석 (Evaluation of Chassis Component Reliability Considering Variation of Fatigue Data)

  • 남기원;이병채
    • 한국정밀공학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.110-117
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    • 2007
  • In this paper, probabilistic distribution of chassis component fatigue life is determined statistically by applying the design of experiments and the Pearson system. To construct p - ${\varepsilon}$ - N curve, the case that fatigue data are random variables is attempted. Probabilistic density function (p.d.f) for fatigue life is obtained by the design of experiment and using this p.d.f fatigue reliability, any aimed fatigue life can be calculated. Lower control arm and rear torsion bar of chassis components are selected as examples for analysis. Component load histories which are obtained by multi-body dynamic simulation for Belsian load history are used. Finite element analysis is performed by using commercial software MSC Nastran and fatigue analysis is performed by using FE Fatigue. When strain-life curve itself is random variable, the probability density function of fatigue life has very little difference from log-normal distribution. And the cases of fatigue data are random variables, probability density functions are approximated to Beta distribution. Each p.d.f is verified by Monte-Carlo simulation.

저상버스용 하이브리드 복합재 조인트부의 통계적 피로수명평가 (Evaluation of Statistical Fatigue Life of Hybrid Composite Joints in Low-Floor Bus)

  • 정달우;최낙삼
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권11호
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    • pp.1705-1713
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    • 2010
  • 피로시험의 결과가 큰 편차를 보이는 하이브리드 복합재 조인트부에 대해서 통계적 피로수명 평가법을 이용하여 신뢰도 높은 피로수명을 추정하고자 한다. 저상버스 차체에 사용되는 하이브리드 복합재 조인트부를 절취하여 시험대상으로 하였으며, 이 조인트 시편으로 외팔보형 피로굽힘시험을 수행하였다. 피로시험 데이터를 정규분포, 대수정규분포, 와이블 분포를 이용하여 근접시킨 피로수명 곡선들과 각각 비교함으로써 하이브리드 복합재 조인트부의 내구수명 추정에 가장 적합한 확률분포를 선정하였다. 선정된 와이블 확률분포를 이용해 확률-응력-수명(P-S-N) 곡선을 구함으로써 하이브리드 복합재 조인트부에 대한 통계적 수명예측 평가절차와 신뢰성설계의 기초자료를 제시하였다.

성능향상된 교량 바닥판에서의 피로수명에 대한 확률론적 해석 (Probabilistic Analysis on the Fatigue-Life of the Strengthened Bridge Decks)

  • 심종성;오홍섭;류승무;박성재
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.393-398
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    • 2002
  • This study shows the fatigue test results of experiment on the strengthened slabs, the probability analysis of the fatigue behavior is also presented. Static und fatigue tests were performed on bridge decks strengthened with fiber plastics(Carbon Fiber Sheet, Glass Fiber Sheet, Grid Type Carbon Fiber). In this study, to analyze the probabilistic distribution of the fatigue life, the Weibull distribution was adopted. The Weibull distribution coefficient is inferred from the S-N diagram and the number of repeated load. As the result analysis, as the stress level is higher, the fatigue limit of the strengthened bridge deck are similarly discovered but in the range of the fatigue limit, CG specimen that was strengthened with Grid Type Carbon was proved most effective of reinforcement.

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철도차량 구조물의 확률론적 피로수명 평가 (Probabilistic Fatigue Life Evaluation of Rolling Stock Structures)

  • 구병춘;서정원
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제11권5호
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    • pp.89-94
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    • 2003
  • Rolling stock structures such as bogie frame and car body play an important role for the support of vehicle leading. In general, more than 25 years' durability is needed for them. A lot of study has been carried out for the prediction of the fatigue life of the bogie frame and car body in experimental and theoretical domains. One of the new methods is a probabilistic fatigue lift evaluation. The objective of this paper is to estimate the fatigue lift of the bogie frame of an electric car, which was developed by the Korea Railroad Research Institute (KRRI). We used two approaches. In the first approach probabilistic distribution of S-N curve and limit state function of the equivalent stress of the measured stress spectra are used. In the second approach, limit state function is also used. And load spectra measured by strain gauges are approximated by the two-parameter Weibull distribution. Other probabilistic variables are represented by log-normal and normal distributions. Finally, reliability index and structural integrity of the bogie frame are estimated.

Low cycle fatigue properties of hydrogenated welding sheets of Zr-Sn-Nb alloy using funnel-shaped flat specimens

  • Lian-feng, Wei;Chen, Bao;Shi-zhong, Wang;Yong, Zheng;Meng-bin, Zhou
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제52권8호
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    • pp.1724-1731
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    • 2020
  • Low cycle fatigue tests on the hydrogenated welding seam of Zr-Sn-Nb alloy at room temperature and 360 ℃ had been carried out by using the funnel-shaped flat specimens. The relationships between nominal stress & strain directly measured across the funnel and local stress & strain at the root of the funnel are given by considering cyclic plasticity correction. The results show that the fatigue resistance of welding seam at room temperature is only slightly better than that at 360 ℃. Probabilistic fatigue life curves are obtained by using a two-parameter power function.

고주파 열처리된 SAE1055 강의 피로거동 및 이의 확률론적 평가 (Probabilistic Analysis of Fatigue Behavior of Induction Hardened Steel)

  • 이선호;이승표;강기원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권3호
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    • pp.429-436
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    • 2013
  • 본 논문에서는 고주파 열처리된 SAE1055 베어링강의 경도에 따른 피로 거동 및 이의 확률론적 평가를 수행하였다. 이를 위하여 경도 수준에 따른 5 종류의 시험편(A : 원재료, B : HV390-전경화, C : HV510-전경화, D : HV700-전경화 및 E : HV-700 표면경화)를 준비하였다. 피로시험은 4 점 회전굽힘 피로시험기를 이용하여 응력비 R=-1 의 조건하에서 수행하였다. 그 결과, SAE1055 강의 피로 거동은 경도에 따라 크게 변화하였으나 HV510 수준이상에서는 피로한도의 증가는 관찰되지 않았다. 또한 피로 파손기구에 대한 경도의 영향을 평가하기 위하여 SEM(scanning electron microscope)을 이용한 파면 관찰을 수행하였다. 피로수명의 통계적 특성은 P-S-N(probabilistic S-N) 곡선을 이용하여 평가되었으며 이에 대한 경도의 영향은 잔류치 해석(residue analysis)을 통하여 수행하였다.

강철도교의 활하중-사하중 비에 따른 확률기반 피로수명 평가 (Probabilistic Fatigue Life Evaluation of Steel Railway Bridges according to Live-Dead Loads Ratio)

  • 이상목;이영주
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.339-346
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    • 2019
  • 강철도교에 대한 확률기반 피로 수명 평가를 위한 많은 연구들이 그간 있어 왔지만, 대부분 상대적으로 단순한 피로 균열 진전 모델을 기반으로 한 연구들이었다. 이 모델은 최소 응력이 0이고 일정한 응력변동 진폭을 가정하기 때문에, 철도교의 피로수명 평가에는 적합하지 않다. 따라서 본 연구에서는 보다 고도화된 균열 진전 모델을 이용해 강철도교의 피로 수명을 평가하는 새로운 확률기반 기법을 제안하였다. 또한 이 기법은 철도교에서 흔히 발생하는 다양한 하중 변동 진폭을 rainflow cycle counting algorithm을 사용해 고려할 수 있어, 보다 현실적인 피로 수명을 평가할 수 있다. 제안된 기법을 강철도교 예제 모델에 적용하여 피로 수명을 주요 부재 및 시스템에 대해 평가하였다. 또한 다양한 활하중-사하중 비가 피로 수명에 끼치는 영향을 분석하였으며, 그 결과 활하중-사하중 응력 비가 0에서 5/6까지 증가함에 따라 부재와 시스템 수준 모두에서 피로 수명이 30년 내외까지 줄어드는 것을 확인하였다.

피로크랙 진전수명의 확률특성에 관한 연구 I -초기크랙길이 분포의 영향- (A Study On the Rrobabilistic Nature of Fatigue Crack Propagation Life(I) -The Effect of Distribution of Initial Crack Size-)

  • 윤한용
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.138-144
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    • 1990
  • 본 연구에서는 피로크랙 진전수명에 대하여 대단히 중요한 초기 크랙 길이 분 포 및 타 파라마터의 크랙 진전수명에 미치는 영향을 폭넓게 논함과 동시에 또 이러한 영향을 손쉽게 예측할 수 있는 실용적 근사식을 제시하는 것이다.