The purpose of this study is fatigue damage assessment for large sized casting parts (hub and mainframe) of the 3MW offshore wind turbine by computer simulation. Hub and mainframe durability assessment is necessary because wind turbine have to guarantee for 20 years. Fatigue life evaluation must be considered all of fatigue load conditions as the components are wind load transmission path. Palmgren-Miner linear damage accumulation hypothesis is applied for fatigue life estimation with stress-life approach. S-N curve for the spheroid graphite cast iron EN-GJS-400-18-LT is derived according to durability guidelines. Reduction factors were applied for survival probability, surface roughness, material quality and partial safety factor according to Germanischer Lloyd rules. To calculate fatigue damage, stress tensors, extracted from the unity load calculation from ANSYS is multiplied with time track of fatigue loads extracted from GH bladed. Damage accumulation is performed with all of fatigue load conditions at each finite element nodes. In this study maximum nodal damage value is under 1.0. casted parts are safe. This research was financially supported by the Ministry of Knowledge Economy(MKE), Korea Institute for Advancement of Technology(KIAT) and Honam Leading Industry Office through the Leading Industry Development for Economic Region.
철도차량의 안전성을 확보하기위해서는 견인성능 및 속도의 변동성을 고려하여 감속기의 피로해석에 관한 연구를 수행하는 것이 중요하다. 본 논문은 고속철도차량 감속기 기어의 변동하중하에서 피로파괴에 대하여 준정적 유한요소해석과 선형 Miner's Rule에 의한 내구성해석을 수행하였다. 해석을 위한 변동하중이력은 열차견인성능곡선과 상업운전조건에서 운전선도를 기초로 MSC.ADAMS의 동역학 해석에 의하여 구축하였다. 또한 감속기 피로수명은 기어표면의 침탄부 효과를 고려한 유한요소모델을 사용하여 변형률-수명접근법에 의하여 예측하였다. 해석결과로부터 급출발에 의한 빈번한 높은 기동토크와 정차역수의 증가는 철도차량 감속기 기어수명을 감소시킴을 알 수 있었다.
원심펌프의 캐비테이션 침식에 대한 예측진단 기법을 본 연구에서 제시했다. 펌프의 침식 상태를 추정하기 위해 캐비테이션 소음을 측정하여 손상률을 계산하고 누적 손상은 특정 운전 상태에 따라 추정한 손상과 Miner의 법칙을 이용하여 계산했다. 펌프 임펠러의 잔존 유효 수명은 미래의 운전 조건을 가정한 누적 손상 예측치에 따라 계산하고 예측 불확도는 몬테카를로 모의를 통해 얻었다. 예측 및 시험 결과를 비교해 본 결과 개발된 방법이 캐비테이션 침식 상태와 잔존 유효 수명을 예측하는 데 적용될 수 있음을 확인할 수 있다.
본 논문에서는 종굽힘하에서 이중선각구조선박의 최종굽힘강도와 피로강도에 대한 신뢰성평가를 다루었다. 최종굽힘강도는 beam-column approach의 개념을 이용하여 구하였고, 보강판의 응력-변형도 곡선들은 소성힌지의 개념을 이용하여 유도하였다. 피로강도는 피로손상에 대한 것만을 고려하였고, 이를 위해 Miner의 손상식을 이용하였다. 갑판에서 가능한 여러 연결부 형태에 대해 그 피뢰신뢰성을 추정하였고 또한 굽힘에 의한 파괴와 피로에 의한 파괴를 동시에 고혀하는 일종의 Series System에 대한 신뢰성을 평가를 하였다.
Miner의 피로손상법칙을 적용하여 피로파괴에 대한 한계상태함수를 표현하고, 실제 국내 통행차량의 통계적 특성을 반영하여 LRFD 설계기준(안)의 피로설계트럭모형과 현 도로교설계기준의 DB-24 하중에 대한 피로파괴 신뢰도해석을 수행하였다. 피로한계상태함수는 Miner의 피로손상법칙을 확률변수의 함수로 나타내고 이들 확률변수에 대하여 국내 통행트럭 등의 실측 통계자료를 분석하여 구한 통계치와 문헌에 보고된 결과를 조사하여 구한 통계치를 적용하여 지간별 및 피로상세별 신뢰도지수를 Rackwitz-Fiessler법으로 구하고, 신뢰도해석 결과를 분석하여 LRFD 설계기준(안)의 피로설계트럭모형을 제안하였다. 아울러, 제안된 피로설계트럭모형을 적용하여 단경간 및 3경간 연속 플레이트 및 박스 거더교의 총 16개 실교량에 대한 피로설계를 수행하고, 설계결과를 현 도로교설계기준의 DB-24 하중에 의한 피로설계 결과와 비교하여 LRFD 피로설계트럭 모형의 적용성을 검토하였다.
Most of the fatigue test were achieved in fully reversed condition that mean stress is zero. But, generally, mean stress can not be zero. This research was achieved the bending fatigue test that changes mean stress to spring steel and was studied relation with the mean stress and the fatigue life. The method to search effect about mean stress was extended S-N graph in two cases. One method was extended S-N graph using modified Miner's rule with considering damage. Another was extended using tendency of S-N graph. The exponential value(${\alpha}$) of mean stress-alternating stress equation is converged between the Goodman's and the Gerber's value even if fatigue life increases.
The spider of a drum washing machine receives the repeated fatigue loadings during laundering. Although the spider is designed statically safely, it often happens fatigue failure. Therefore it requires the safe design for fatigue and needs the prediction of quantitative fatigue life. The S-N diagram for a spider material is developed by fatigue test and statistical analysis. The stresses are measured directly from strain gages on the spider. To predict the fatigue life of spider, the rainflow counting method and Miner's rule are used. The data for fatigue life are analyzed statistically. From these data, reliability estimation for fatigue life can be done and also, equivalent fatigue life can be obtained. It will be applied to make and improve to a short period for design and prototype test.
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.
Bogie frame of the electric car is an important structural member for the support of vehicle loading. In general, more than 25 years' durability is necessary. Much study has been carried out for the prediction of the structural integrity of the bogie frame in experimental and theoretical domains. One of the useful methods is reliability-based approach. The objective of this paper is to estimate the structural integrity of the bogie frame of an electric car, which is under the running test. We used two approachs. In the first approach probabilistic distribution of S-N curve is used. In the second approach, limit state function is used.
In the present work a constitutive model is developed which permits the assessment of the structural performance through a criterion based on cumulative damage. For it, a damage index is defined and is evaluated through the application of the Miner's rule in low-cycle fatigue. However, the damage index is not considered as a posteriori variable since is incorporated explicitly as an internal variable in the constitutive equations which produces a direct coupling between the damage and the structural mechanical behaviour allowing the possibility of considering as a whole different coupled phenomena. For the elaboration of this damage model, the concepts of the mechanics of continuum medium are applied on lumped dissipative models in order to obtain a coupled simplified model. As a result an elastoplastic model coupled with damage and fatigue damage is obtained.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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