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.
Spot welding is very important and useful technology in fabriaction of the thin sheet structure such as the automobile, train and air craft, Because fatigue strength of the spot welding point is however considerably lower than base metal due to stress concentration at the nugget edge, reasonable fatigue strength evaluation of spot welded lap joint is very important to estimate the reliability and durability of th spot welded structure and to establish a criterion of ling life fatigue design. For reasonalbe fatigue strength evaluation, it is necessary to estimate the fatigue strength of spot welded lap joints, systematically. So far, many investigators have numerically and experimentally studied on the systematic fatigue strength estimation for various spot welded lap joints, and the methods suggested has been considerably accumulated. By the way, for applying them in practical fatigue design of the thin sheet structure fabricated by spot welding ,it is also necessary to verify their efficiency and reliability on the predicted results, Therefore, in this study, a statistical fatigue strength estimation method for spot welded lap joints was developed by using the Weibull probability distribution function. From the result, it was found that fatigue strength and fatigue life of the spot welded lap joints having various dimension were able to be statically predicted . And also, a reliable criterion for long life fatigue design of the spot welded lap joint could be established.
Spot welding is very important and useful technology in fabrication of an automobile body structure. Because fatigue strength of the spot welding point is however considerably lower than parent metal due to stress concentration at the nugget edge, accurate stress analysis and fatigue stength evaluation of spot welded lap joint are very important to valuate the reliability and durability of automobile body structure and to establish a criterion of long life fatigue design. Many invetigators have studied so far onsystematic fatigue strength evaluation with various methods. It is however necessary to verify their reliability and abailability for practical application to fatigue design of spot welded structure, Thus,in this study, fatigue strength evaluation methods of spot welded lap joint. which are the maximum principal stress method. the fracture and availability with the Weibull probability distribution. From the results, it was found that reliability and availability withe the Weibull probaility distribution. From the results, it was found that reliability and availability of the suggest fatigue strength estimation methods methods were higher than $\Delta$P-$N_f$ relation. However, among them , reliability of the maximum pricipal stress method was the highest.
한정된 수량의 시험편만으로 자동차용 머플러의 신뢰도 높은 내구수명데이터를 얻기 위하여 통계적 피로수명 평가법을 이용하였다. 시험품은 실제 차량에 적용되는 것과 동일하게 제작하였고, 하중제어 반복굽힘 피로시험을 수행하였다. 피로시험을 통해 얻은 데이터를 정규분포, 대수정규분포, 와이블분포로 적용하여 각각의 곡선들을 비교하였으며 와이블분포의 경우 최우추정법, 최소제곱법, 가중치를 적용한 최소제곱법을 이용하여 모수를 각각 추정하였다. 각각의 확률분포에 대해 적합도 검정을 수행하였으며 최종적으로 최소제곱법을 이용한 와이블분포가 선정되었다. 선정된 와이블분포로 피로특성을 반영한 확률-모멘트-수명 곡선(P-M-N Curve)을 제시함으로서 자동차용 머플러의 신뢰성 설계를 위한 기초자료로써 활용이 가능하도록 하였다.
The fatigue characteristics of a material or a structure are generally derived from fatigue tests of standard specimens. However, test results of standard specimens are different from those of real structures or components. Therefore, to calculate more accurate fatigue life, the geometrical effect and surface condition must be considered by comparing test results of standard specimens with those of real structures or components. Thus the object of this paper is to evaluate the fatigue characteristics of a real waterwork pipe. Also, to evaluate fatigue characteristic based on life distribution, the statistical fatigue characteristics were analyzed by the normal distribution and related data of P-S-N curve.
본 연구에서는 열화평가 및 수명예측에 있어서 가장 중요한 문제로 대두되는 기계구조물의 사용시간과 부식 정도에 대한 관계 곡선을 규명하기 위하여 실험실의 가혹 환경하에서 부식을 시키면서 표면을 측정한 데이터로 통계적인 파라메타(parame- ter)를 추정하여, 인공부식시킨 부식재로 피로 강도를 평가하고, 또 부식된 구조물의 잔존수명을 예측할 수 있는 하나의 방법을 제시하고저 한다.
Stainless steel sheets are widely used as the structure material for the railroad cars and the commercial vehicles. These kinds structures used stainless steel sheets are commonly fabricated by using the gas welding. Gas welding is very important and useful technology in fabrication of an railroad car and vehicles structure. However fatigue strength of the gas welded joints is considerably lower than parent metal due to stress concentration at the weldment, fatigue strength evaluation of gas welded joints are very important to evaluate the reliability and durability of railroad cars and to establish a criterion of long life fatigue design. In this paper, ${\Delta}-N_f$ curve were obtained by fatigue tests. Using these results, the accelerated life test (ALT) is conducted. From the experimental results, an acceleration model is derived and acceleration factors are estimated. So it is intended to obtain the useful information for the fatigue lifetime of plug and ring gas welded joints and data analysis by statistical reliability method, to save time and cost, and to develop optimum accelerated life prediction plans.
The fatigue characteristic of a material or a structure is derived from fatigue tests of standard specimens. However test results of standard specimens are very different from those of real structures or components. Therefore, to calculate more accurate fatigue life, the geometrical effect and surface condition must be considered by comparing test results of standard specimens with those of real structures or components. Thus the object of this paper is to evaluate the fatigue characteristic of a real waterwork pipe by conducting fatigue tests with standard specimens and non-standard(plate-shaped) specimens of base metal and weld metal. Also, to evaluate fatigue characteristic based on life distribution, statistical fatigue characteristic was analyzed by the normal distribution and related data of P-S-N curve.
본 연구의 목적은 항공기 구조개발에 널리 적용되고 있는 탄소섬유 복합재의 피로특성을 확인하고, 실기체 피로시험에 활용되고 있는 자료를 획득하는 것이다. 복합재 구조의 내구성 및 손상허용성의 평가는 주로 피로시험을 통하여 이루어지며, 실기체 피로시험에 적용되고 있는 파라미터에는 피로수명계수와 하중증대계수가 있다. 탄소섬유/에폭시 일방향 및 직물형 복합재로 시편을 제작하였으며, 응력비와 적층패턴을 달리하여 피로시험을 수행하였다. Sendeckyj 모델을 적용한 와이블 분포와 개별적인 피로수명에 대한 와이블 분포를 이용하여 형상 파라미터를 분석하였다. 또한 신뢰도를 고려한 피로수명계수와 하중증대계수를 평가하였다.
본 연구의 목적은 변동하중을 받는 구조부재의 피로거동을 해석하는 것이다. 이 연구의 해석과정은 다음과 같다. (1) 도로교의 실동응력파측정 및 통계적해석 (2) 등가의 일정진폭하중과, 통계적해석에 의해 모형화된 변동하중하(下)의 피로시험 (3) 등가응력개념의 RMC 모델에 의한 변동하중하(下)의 피로해석 등가응력개념에 의한 변동하중하(下)의 피로해석은 대부분의 구조용강재의 균열성장속도회귀지수가 $m{\fallingdotseq}3$이므로 이론적으로 RMC 모델이 합당하다. 변동하중하(下)의 피로시험해석결과 RMC 모델이 기존의 RMC 모델보다 변동하중에 의한 피로거동치(da/dN-${\Delta}K$, $N_f$)에 더 가까웠다. 또 변동하중하(下)에서 응력범위의 변화로 인한 interaction효과나 응력범위적용순서(sequence)효과 등은 피로수명에 거의 영향을 미치지 않으며, 응력범위변화속도가 클수록 피로균열성장속도가 빨라짐을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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