Inherent damage zone model is presented to explain the fatigue properties near the fatigue limit and the crack growth threshold consistently Inherent damage zone model assumes that the stress at a point which is located at a small distance, $r_0$, an inherent length of the material that represents the size of effective damage zone, from the crack initiation position governs the fatigue characteristics regardless of the geometric configuration of the specimen; smooth specimen, notched specimen or cracked specimens with short and long crack length. A special feature of the paper is using the exact stress distributions of notched and cracked specimens at the strength evaluations. Analytical elastic solutions by Neuber and Westergaard are employed for this purpose Relationship between fatigue limit of smooth specimen and threshold stress of cracked specimen, occurrence condition of non-propagating crack at the root of elliptic notch and circular hole and relationship between stress concentration factor and fatigue notch factor are discussed quantitatively based on the proposed model.
Kim, You-Chul;Oku, Kentaro;Umekuni, Akira;Fujii, Mitsuru
대한용접접합학회:학술대회논문집
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대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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pp.826-830
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2002
In the civil engineering and architecture fields, welding for large sectional members, such as I section steel and H section steel, are usually performed. a flash welding system, by which large I section steel or H section steel can be welded for a short time, was newly developed. In order to know the basic characteristics of welded joints, the specimens were cut out from flash welded joints, and tensile and fatigue experiments were carried out. The joint efficiency of welded joints by flash welding is 100% for the specimens with reinforcements and 93% for without reinforcements. The fatigue strength of welded joints with reinforcement was about 50% of that of the base metal. Removing the reinforcement generated by flash welding, fatigue strength of flash welded joints became 75% of that of the base metal. In case of flash welded joints with reinforcements, after a couple of fatigue cracks had propagated, ductile fracture occurred at the toe. In flash welded joints without reinforcements, fracture occurred at the bond or at HAZ (Heat Affected Zone). In case of fracture at the bond, fracture was brittle, and in case at HAZ, fracture was ductile.
Ultrasound thermography detects defects by radiating 20 ~ 30 kHz ultrasound waves to the samples and capturing the heat generated from the defects with the use of an infrared thermographic camera. This technology is being spotlighted as a next-generation NDE for the automobile and aerospace industries because it can test large areas and can detect defects such as cracks and exfoliations in real time. The heating mechanism of the ultrasound vibration has not been accurately determined, but the thermomechanical coupling effect and the surface or internal friction are estimated to be the main causes. When this heat is captured by an infrared thermographic camera, the defects inside or on the surface of objects can be quickly detected. Although this technology can construct a testing device relatively simply and can detect defects within a short time, there are no reliable data about the factors related to its detection ability. In this study, the ultrasound thermography technique was used to manufacture gasoline and diesel engine piston specimens, and nondestructive reliability tests to verify the applicability and validity of the ultrasound thermography technique.
In the examination of Steam Generator (SG) tube in Nuclear Power Plant (NPP) Eddy Current Testing (ECT) probes play an Important role in detecting the defects. Bobbin probe and Rotating Pancake Coil (RPC) probe is usually used for the inspection of SG tube. Bobbin probe is good at high speed inspection, but ability of detection of circumferential defect is very weak. On the contrary RPC probe, which moves for inspection in the direction of axial and circumferential simultaneously, has very slow inspection speed, but it was excellent detection capability fur small cracks, which is hardly detected by bobbin probe. Many examinations of SG tube examination of NPP are achieved during short period. Therefore, solution about this must develop probe of new form for examination performance and examination time shortening of other probe. In this paper, analyzed technological present condition of Bob-bin probe and RPC probe been using in Nondestructive Testing (NDT) for SG tube defect detection and Appeared about background theory and view of developed probe newly.
Magnesium alloy is used on parts of aircraft and electronic equipment because of the highest specific strength among the common metal materials. Recently, studies about appling magnesium alloy sheet to automotive bodies are on the increase rapidly. For application to automotive bodies, researches about characteristics of resistance spot welding of magnesium alloy sheet are essential. Magnesium alloy has low boiling point, so getting sound bead shape is difficult when appling varies welding processes. Resistance spot welding is also particular about setting optimum welding conditions because of spatter generation, pores and cracks occurrence in nugget. And life of electrodes is very short because of alloying with copper that main material of electrodes. This requires frequent dressing and replacement of electrodes and decrease in productivity of resistance spot welding on magnesium alloy. Therefore in this study, for effective analysis of changes in tensile shear load and nugget size during electrode life test, evaluate detail characteristics of resistance spot welding on magnesium alloy sheet using dome type electrode.
Hybrid Prestressed Precast Concrete System (HPPC system) is a newly developed frame system that can improve the performance of precast concrete (PC) joints by post-tensioning. In particular, the details proposed in this study can reduce the lifting weight of the PC members and eliminate problems caused by cracks in the joints that occur under service loads. This study performed an evaluation on the negative moment performance of full-scaled HPPC girders. The test specimens were cast with or without slabs, with bonded or unbonded tendons, and had different post-tensioned lengths in tensile section. The test results showed that the specimens with slabs had significantly higher stiffness and strength than those without slabs. There were no differences in the flexural behavior between those with bonded or unbonded tendons, and between those with short or long post-tensioned lengths in the negative moment region.
본 연구에서는 초고성능 섬유보강 콘크리트(UHPFRC)가 적용된 프리캐스트 바닥판 접합부의 피로성능을 실험적으로 평가하였다. 단순화된 철근 이음상세 및 접합부 형상에 따라 4가지 타입의 대형 실험체가 각각 동일하게 2개씩 제작되었으며 접합부에서의 철근 이음길이는 철근직경의 10배로 배근되었다. 각 실험부재 형식에 대하여 휨하중 재하에 의한 실험체의 파괴 시까지 접합부의 거동을 관찰하였으며, 이후 2백만 회 반복하중 재하를 통하여 접합부의 피로거동을 평가하였다. 휨 실험 시 짧은 이음길이의 적용하였음에도 이음철근은 항복변형률 이상의 인장변형을 나타냈으며 실험부재의 파괴 시까지 철근 이음에 관련된 파괴현상은 발생하지 않았다. 또한, 피로실험 시 하중재하에 의한 초기균열 외에 추가적인 손상의 진행이 없었으며 반복 하중에 의한 철근의 발생응력 변화량은 피로허용범위를 초과하지 않았다. 이러한 실험결과는 본 연구에 사용된 모든 실험부재가 만족할만한 피로성능을 가지고 있음을 의미하며, 프리캐스트 바닥판의 채움재를 UHPFRC로 사용할 경우 초고성능 재료의 우수한 역학성능에 의하여 철근이음 상세의 단순화 및 접합부 폭 감소가 가능하다는 것을 나타내는 것이다.
대절토사면 안정성 확보를 위한 보강공법에 대한 다양한 신기술, 신공법이 적용되고 있지만 현장 지반정수 고려에 대한 설계적 한계가 존재하여 실제 시공 시 설계와 현장 지반 조건이 상이한 결과가 발생하고 있다. 본 연구대상지역인 여수시 일원에 있는 옹벽의 경우 5단계 옹벽 시공예정중이나, 현재 2단계 시공완료 시점에서 옹벽 상부의 균열, 옹벽전면의 침하 및 우수 유출등이 확인되었다. 1, 2단계 옹벽 시공 완료후, 발생된 옹벽 상부의 균열 및 침하와 옹벽 전면의 우수 유출에 대한 문제점을 발견하고 기존 안정성 검토의 결과를 재검토하고자 하였다. 기존 설계단계에서 붕적층에 대한 명확한 검토가 이루어지지 않아 지하수 유출로 인한 문제임을 확인하였으며, 이에 지하수위 조건을 보수적으로 반영하고자 옹벽 최상부에 지하수위선을 위치시켜 사면에 대한 안정성검토를 수행하였다. 검토결과, 우기시 안전율은 1.31로 기준안전율 1.3을 상회하는 결과를 확인하였으나, 지진시 안전율이 1.12로 기준안전율 1.3을 만족하지 못하는 것으로 확인되었다. 이에 기존 1, 2단 시공된 옹벽은 그라우팅을 이용한 마이크로 파일과 같은 보강공법을 적용하고, 붕적층에 대한 명확한 검토 수행수 추가 공사가 이루어져야할 것으로 사료된다.
항공기는 다양한 임무를 수행함으로써 장기간 운영 시 비행시간 누적으로 인해 피로균열을 발생시킬 수 있다. 주익 구조물에 균열이 발생하면 수명단축 등 여러 문제점들이 발생할 수 있다. 이의 해결을 위해 피로임계위치(Fatigue critical location, FCL)에서의 균열진전 해석이 필요하다. 균열진전 해석을 위해서는 장시간의 응력 스펙트럼이 필요한데 실제 항공기에서 필요한 만큼의 데이터를 얻는 것은 막대한 시간과 비이 소요된다. 본 논문에서는 SwRI(South West Research Institute)보고서에 제시되어있는 임무별 단시간 하중배수 자료를 바탕으로 Peak-Valley Cycle Counting 을 진행하여 장시간의 응력 스펙트럼을 산출하는 알고리즘을 개발하였다.
본 연구의 목적은 탄소섬유쉬트로 보강된 시험체의 주요 파괴모드인 계면모드인 계면박리 모드에 의한 부재의 파괴를 규명하는 것이다. 탄소섬유쉬트로 보강된 손상된 보시험체의 계면박리 모드를 해석하기 위하여 선형탄성 파괴역학(LEFM)의 컴플라이언스법과 유한요소법을 사용하여 계면파괴 역학변수인 에너지해방율(strain energy release rate, G)을 고찰하였다. 손상된 단순 보시험체의 해석결과, 최대 에너지해방율($G_{max}$)은 에폭시 접착두께에 관계없이 바깥 휨균열에서 시작된 계면 전단 균열 길이가 18mm 부근에서 발생하였다. 보강보의 강도 해석결과, 극한강도 설계법에 따른 단면의 공칭 휨 강도에 대한 계면박리에 의해 부재가 파괴되는 것으로 해석되었다. 또한 적용된 접착두께 1mm~3mm는 에너지해방율에 거의 영향을 미치지 않아 계면박리의 주요 인자가 아닌 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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