• 제목/요약/키워드: Rainflow Cycle Counting

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터빈 블레이드의 구조동역학해석에 근거한 시스템 인자들의 고 사이클 피로수명에 대한 영향도분석 (Study on the Effects of System Parameters on the High Cycle Fatigue Life Based on Structural Dynamic.analysis of a Turbine Blade System)

  • 권성훈;임홍석;유홍희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
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    • pp.89-94
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    • 2006
  • In this paper, the effects of the system parameters on the high cycle fatigue life based on structural dynamic analysis of a turbine blade are investigated. Conventional studies have forcused on the fatigue life of turbine blades with specific system parameters. However, each parameter has statistical deviation because of inhomogeneity of material property, tolerance, and operating conditions. Therefore a methodology that estimates the effects of system parameter on the fatigue lift deviation is demonstrated.

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폴리에틸렌 보트의 내구성 평가에 관한 연구 (A Study on Estimation of Fatigue Performance of Polyethylene Boat)

  • 오정석;조석수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.47-54
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    • 2014
  • 선체 내구성은 기존 선급 규격에 의하여 구조 치수를 결정한 후 이러한 치수의 선체구조에 대하여 스펙트랄과 결정론적 및 간이 방법에 의하여 평가되고 있다. 이러한 방법은 선체재료를 선급 규격에서 제안하고 있는 재료로 구성하는 경우에는 적용할 수 있으나 선체 재료를 신소재로 구성하는 경우에는 적용할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 폴리에틸렌 보트 선체에 대한 피로 손상을 평가하기 위하여 선체에 부하되는 단기간 선체 가속도를 직접 측정하고 이러한 데이터를 기초로 구조설계와 피로수명평가방법이 확립되지 못한 소형 선박의 선체 내구성을 선형누적손상 법칙으로 평가하는 방법을 제안하였다. 개발된 폴리에틸렌 보트의 경우 최대 가속도 상태에서 보트에 부하되는 최대 Von-Mises 응력은 1.8MPa로서 $1{\times}10^9$ 사이클 피로강도 5.9MPa 아래에 있고 유한피로수명개념을 적용한 폴리에틸렌 보트의 내구수명은 415년으로 평가되어져 거의 무한수명을 가지고 있다.

경량전철에 대한 차체 및 대차틀의 피로강도평가 (Fatigue Strength Evaluation of Carbody and Bogie Frame for the Light Rail Transit System)

  • 이은철;이준성;최윤종;이정환;서명원;이호용;이양창
    • 한국정밀공학회지
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    • 제25권10호
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    • pp.77-83
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    • 2008
  • In terms of saving costs, energy and materials, the weight of cars has been gradually reduced by optimizing design of structure, which also gives us good performance. In compliance with this, it should satisfy the lifetime of cars for 25 years under the operation. The purpose of this study is to evaluate the strength of fatigue using date from strain gauges attached carbody and bogie frame. This dynamic stress can be evaluated using S-N curve based on stress amplitude. Modified S-N curve by CORTON-DOLAN is used for more conservative and substantial evaluation. In addition, !he loadings itself of carbody and bogie frame are considered by calculating the rate of the differences which are occurred between empty car and fuiiy occupied car with passengers. Rainflow cycle counting method is applied to arrange the stress data for the modified S-N curve to predict lifetime of the materials. Conclusively the cumulative damages are not only calculated by Miner's Rule, but the safety factors are also determined by Goodman diagram.

점용접 표준시편에 대한 가속내구시험법의 적용 (Application of Accelerated Vibration Testing to Spot-welding Specimen)

  • 김관주;조성신;정진성
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.209-213
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    • 2003
  • It is advantage of accelerated vibration testing to compress service exposures to operating vibration into a reduced laboratory test by increasing the amplitude or frequency of the applied input excitations. This paper proposes an accelerated test method to estimate the high-cycle fatigue life under random excitation. The method consists of conducting a test with amplified input excitation and extrapolating linearly the lift in the accelerated condition into the real lift in field condition. The extrapolation is carried out applying the high-cycle irregular excitation fatigue theory including the rainflow counting, Miner’s damage accumulation rule, and Goodman’s mean stress correction. As a verification, those estimated lift is compared with that acquired by experiment f3r the simple case of spot welding specimen with good agreement. This testing procedure will provide an useful scheme that can reduce testing period associated with developing time schedule of new product.

열피로 수명을 고려한 지역난방 배관의 최적화 (Optimization of District Heating Pipes Considering Thermal Fatigue Life)

  • 안민용;장윤석;최재붕;김상호;김연홍;김영진
    • 한국정밀공학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.143-150
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    • 2006
  • Recently, in proportion to increased demand on environmentally-friendly heat source, efficient management of district heating(DH) system becomes one of important issue. The objectives of this paper are to systematize data processing of transition temperature, investigate the effect of temperature variations on thermal fatigue and find out a way to improve design fractures of Korean DH pipes. For this purpose, reliable fatigue lift evaluation procedures are examined and applied to quantify thermal fatigue lives. Also, as a prototypal optimization analysis results, mean value of original cross sectional area of selected pipes was reduced 18.6% sustaining their sufficient margins against fatigue failure. So, it is anticipated that the output of this research can be used as useful information of optimal design and operation in the future.

GL Guideline에 의거한 소형 풍력발전용 복합재 블레이드의 피로 저항성 평가 (Evaluation for Fatigue Resistance of Small Wind Turbine Composite Blade according to GL Guideline)

  • 장윤정;강기원
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.15-21
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    • 2013
  • This study aims to estimate the fatigue resistance of small wind composite blade using the fatigue life estimation formula in the GL guideline. For this, firstly, we estimated a turbine blade's bending moment spectrum by using wind profile wind profile and BEMT. And fatigue tests were performed to obtain the S-N curve of composite materials used in blade. In addition, a finite element analysis was used to identify fatigue critical locations and fatigue stress spectrum. And the fatigue resistance of composite blade were evaluated using the rainflow cycle counting, and Goodman diagram and the fatigue life estimation formula in the GL guideline.

운전이력을 고려한 지역난방 열배관의 피로수명 평가 및 최적화 (Fatigue Life Evaluation and Optimization for District Heating Pipes Considering Operating Temperature Transition Data)

  • 안민용;정성욱;이상민;장윤석;최재붕;김영진;김상호;김연홍
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.581-584
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    • 2005
  • A district heating(DH) system supplies environmentally-friend heat and is appropriate for reduction of energy consumption and/or air pollutions. The objectives of this paper are to systematize data processing of transition temperature, investigate its effects on fatigue life of DH pipes and optimization for size of DH pipes. A relational database management system as well as reliable fatigue life evaluation procedures is established for Korean DH pipes. Also, since the prototypal evaluation results satisfied both cycle-based and stress-based fatigue criteria. Through the optimum design process, the cross section diminished 18.64% and the CUF diminished 23.35%. So, it can be used as useful information in the future for optimal design, operation and energy saving via setting of efficient condition and stabilization of water temperature.

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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.

가변진폭하중에서의 자동차 고무 부품의 피로 수명 예측 (Fatigue Life Prediction of Automotive Rubber Component Subjected to a Variable Amplitude Loading)

  • 김완수;김완두;홍성인
    • Elastomers and Composites
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    • 제42권4호
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    • pp.209-216
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    • 2007
  • 가변진폭 하중에서 고무부품의 피로수명 예측방법에 대하여 연구하였다. 서로 다른 변위에서 변위제어 피로시험을 수행하였으며 피로손상변수로 최대 Green-Lagrange 변형률을 선정하였다. Green-Lagrange 변형률에 의한 고무의 피로수명 곡선은 3차원 덤벨시편의 비선형 유한요소법을 이용하여 결정하였다. 피로수명 예측을 위하여 가변진폭 하중이력으로 SAE의 하중이력을 이용하였다. 레이스트랙법과 단순화된 레인플로집계법을 이용하여 하중이력신호를 축약하였다. 누적손상피로를 계산하는 방법으로 수정Miner 법칙을 이용하였으며, 최종적으로 하중이력신호에서 최대 진폭의 30% 이하를 노이즈로 간주하여 예측하였을 경우의 피로수명은 실제 가변진폭 하중 하에서의 피로시험결과와 비교적 잘 일치하였다.

다축 하중 구조물의 동적 피로수명 예측 (The Prediction of Dynamic Fatigue Life of Multi-axial Loaded Structure)

  • 윤문영;김경호;박장수;부광석;김흥섭
    • 한국정밀공학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.231-235
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    • 2013
  • The purpose of this paper is to compare with estimation of equivalent fatigue load in time domain and frequency domain and estimate the fatigue life of structure with multi-axial vibration loading. The fatigue analysis with two methods is implemented with various signals like random, sinusoidal signals. Also an equivalent fatigue life estimated by rainflow cycle counting in time domain is compared with results estimated with probability density function of each signal in frequency domain. In case of frequency domain, equivalent fatigue life can estimate through Dirlik's method with probability density function. And the work proposed in this paper compared the fatigue damage accumulated under uni-axial loading to that induced by multi-axial loading. The comparison is preformed for a simple cantilever beam, which is exposed to vibrations of several directions. For verification of estimation performance of fatigue life, results are compared to those of FEM analysis (ANSYS).