• 제목/요약/키워드: slow crack growth resistance

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유한요소법에 의한 플라스틱 파이프의 저속균열성장 저항성 시험편 균열선단 모드 I 응력확대계수 계산 (Computation of Crack Tip Mode I Stress Intensity Factor of a Specimen for Measuring Slow Crack Growth Resistance of Plastic Pipes Using Finite-Element Method)

  • 최선웅;박영주;서영성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제29권9호
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    • pp.1225-1234
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    • 2005
  • Mode I stress intensity factor $(K_I)$ of Notched Ring Test(NRT) specimen for measuring slow crack growth resistance was found using finite-element method. The theoretical $K_I$ value of NRT was not available in any references and could not be solved analytically. At first, in order to verify the accuracy of the finite-element approach, published $K_I$ values of several cracks were calculated and compared with finite-element results. The results were in good agreement within inherent errors of theoretical $K_I$. Finally the mode I stress intensity factor of NRT was found using 2- and 3-dimensional finite-element methods and expressed as a function of the applied load. This enabled direct comparison of resistance to slow crack growth between NRT and Notched Pipe Test(NPT), which employ different loading regime.

SiC 휘스커 보강 알루미나 복합재료에서 Slow Crack Growth 현상의 직접관찰 연구 (In Situ Observation of Slow Crack Growth in a Whisker-Reinforced Alumina Matrix Composite)

  • 손기선;김우상;이성학
    • 한국세라믹학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.203-213
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    • 1996
  • In this study the subcritical crack growth behavior in an Al2O3-SiCw composite has been investigated using in situ fracture technique of applied moment double cantilever beam (AMDCB) specimens indside an SEM. This technique allows the detailed observation of whisker and grain bridging in the crack wake region. The experimental results indicated that the KI-a curve was deviated from the conventional powder law form and that the existed a region where the rate of microcrack growth was decreased with increasing the externally applied stress intensity factor. This behavior could be explained by arising crack growth resistance i.e. R-curve behavior which was associated with crack shielding due to whisker and grain bridging. The R-curve was also analyzed from the KI-a curve data in order to quantify the bridging effect in the Al2O3-SiCw composite.

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재생 폴리에틸렌/비산회 분말 충전 복합체 제조와 기계적 물성, 내마모성 및 저속균열성장 저항성에 관한 연구 (A Study on the Manufacturing, Mechanical Properties,Abrasion Resistance, and Slow Crack Growth Resistance of the Recycled Polyethylene/Fly Ash Composites)

  • 계형산;신경철
    • Elastomers and Composites
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    • 제46권4호
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    • pp.335-342
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    • 2011
  • 비산회를 첨가한 폐 PE의 직접적인 재활용 및 용도 개발을 위하여 재생 폴리에틸렌 수지와 순수 HDPE를 기본으로 비산회(fly ash)와 블렌드하여 비산회/재생 PE 복합재료를 치합형 동방향 회전 이축 압출기(fully intermeshing co-rotating twin screw extruder)를 이용하여 각 조성별로 제조하였다. 본 연구에서는 플라스틱 수지(재생 PE, HDPE)와 비산회의 혼합비를 (0~40) wt.%로 하였고 비산회의 함량 변화에 따른 물성을 비교하였다. 세 종류의 PE 모두 비산회 함량이 증가할수록 항복인장강도가 감소하고, 파단신율이 감소한다. 내마모성 시험 결과는 사포 거칠기가 증가할수록 내마모성이 떨어지고 거칠기가 감소할수록 충전제의 함량에 따라 내마모성이 증가한다. Notched Constant Ligament Stress 시험에서는 신재 PE와 재생 PE의 경우 하중의 변화에 따라 파괴 시간이 짧아지는 결과를 나타냈고, 비산회가 혼합된 KRPE 복합체는 신재 PE, 폐 PE 그리고 신재 PE 복합체 및 JRPE 복합체와 비교할 때 상대적인 파괴 시간은 짧게 나타나지만 매설용 구조물에 대한 한국산업표준에서 정하는 20% 노치 깊이, 15%의 하중에서 24시간 이상의 저속 균열저항성을 나타내어 지하매설용 구조체로서 하수 이음관/받침대와 옥외구조물로서 가로수 보호의자와 같은 구조물에 적용할 수 있을 것으로 판단한다.

매설강관용 폴리에틸렌 피복재의 내구성 (A Study on the Durability of the Polyethylene Coatings for Underground Pipeline)

  • 류근창;이성민;고영태
    • 한국가스학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.40-46
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    • 2002
  • 천연가스 수송배관은 매설환경에서의 방식 및 외부충격 등에 대비하여 배관을 보호할 목적으로 폴리에틸렌(polyethylene)으로 피복(coating)되어 있다. 국내 천연가스의 보급과 함께 배관피복 기술도 초기 사용하던 폴리에틸렌 테이프에서, 분말용착식의 1층(one-layer), 압출식의 2층 피복으로 발전되어 현재는 에폭시 층이 도입된 3층 피복 시스템을 적용한 배관들이 전국에 매설되고 있다. 그러나 강관에 적용된 폴리에틸렌 피복이 경우에 따라 장기간사용에 따른 자연균열이 발생하여 피복의 안정성에 문제를 일으키기도 하므로, 상업적인 배관 피복재들의 내구 물성의 분포를 확인하여 천연가스 수송용 배관의 신뢰성 확보에 기여하고자 하였다. 이를 위하여 선진외국에서 폴리에틸렌 배관의 내구성과 장기사용안정성 평가를 위해 오래 전부터 활용되고 있는 저속균열저항성(slow crack growth resistance: SCGR)과 배관 피복층의 산화유도시간(oxidative induction time: OIT)을 측정하여 국내 배관 피복재들의 내구성을 평가하고 이를 근거로 하여 적합한 폴리에틸렌 물성치의 목표값을 제안하였다.

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15$0^{\circ}C$에서 시효처리한 80Sn-20Pb 합금 도금층의 파괴특성에 전착조건이 미치는 영향 (Effects of Electrodeposition condition on the fracture characteristics of 80Sn-20Pb electrodeposits aged at 15$0^{\circ}C$)

  • 김정한;서민석;권혁상
    • 한국표면공학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.292-302
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    • 1994
  • Alloy deposits of 80Sn-20Pb, electroplated on Cu-based leadframe alloy from an organic sulfonate bath were aged at $150^{\circ}C$ to form intermetallic phases between substrate and deposit, and effects of the deposit morphology, influenced by deposition conditions, on the fracture resistance of the 80Sn-20Pb deposit aged at $150^{\circ}C$ were examined. The growth rate of intermetallic compound layer on aging depended on the microstructure of deposit ; it was fastest in deposit formed using pulse current in bath without grain refining additive, but slowest in deposit formed using dc current in bath containing grain refining additive in spite of similar structure with equivalent grain size. The grain refining additive incorporated in electrodeposit appears to inhibit diffusion of atoms on aging, resulting in slow growth of intermetallic layer in the thickness direction but substantial growth in the lateral one. Density of surface cracks that were occurring when samples were subjected to the $90^{\circ}$-bending test increased with increasing the thickness of intermatallic layer on aging. For the same aged samples, the surface crack density of the sample electrodeposited from a bath containing the grain refining additive was the least due to the inhibiting effect of the additive incorporated into the deposit during electrolysis on atomic diffusion.

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매설강관용 폴리에틸렌 피복계의 내구성 (A Study on the Durability of the Polyethylene Coatings for Underground Pipeline)

  • 류근창;이성민;고영태
    • 한국가스학회:학술대회논문집
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    • 한국가스학회 2002년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.111-121
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    • 2002
  • 천연가스 수송배관은 매설환경시의 방식 및 외부충격 등에 대비하여 배관을 보호할 목적으로 폴리에틸렌(polyethylene)으로 피복(coating)되어 있다. 가스배관이 전국으로 확장됨과 더불어 배관피복 기술도 초기 사용하던 1층(one-layer), 2층피복으로 발전되어 현재는 3층피복시스템을 적용한 배관들이 전국에 매설되고 없다. 그러나 강관에 적용된 폴리에틸렌 피복이 경우에 따라 장기간 사용에 따른 자연균열등이 발생하여 피복의 안정성에 문제를 일으키기도 하므로, 그동안 전국에 매설되어있는 배관 피복재들의 물성변화 여부를 확인하여 천연가스수송용 배관의 내성 데이터베이스를 구축, 향후 배간운영의 신뢰성 평가에 참고하고자 하였다. 이를 위하여 선진외국에서 폴리에틸렌 배관의 내구성과 장기사용 안정성 평가를 위해 오래전부터 활용되고 있는 저속균열저항성(slow crack growth resistance : SCGR) 측정과 배관 피복층의 산화유도시간(OIT : oxidation induction time)을 측정하여 국내 배관 피복재들의 내구성을 평가하고 이를 근거로 하여 국내사용판정에 적합하고 수출도 고려한 폴리에틸렌 물성치의 목표값을 제안하였다.

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다구찌 기법을 이용한 이종재료 경사 홀 클린칭 접합부 수평 방향 접합강도 예측 및 검증 (Prediction and Verification of Lateral Joining Strength for Tapered-Hole Clinching using the Taguchi Method)

  • 강동식;박으뜸;;강범수;송우진
    • 소성∙가공
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    • 제25권1호
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    • pp.36-42
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    • 2016
  • Fiber metal laminates (FMLs) are well known for improved fatigue strength, better impact resistance, superior damage tolerance and slow crack growth rate compared to traditional metallic materials. However, defects and loss of strength of a composite material can occur due to the vertical load from the punch during the joining with a dissimilar material using a conventional clinching method. In the current study, tapered-hole clinching was an alternative process used to join Al 5052 and FMLs. The tapered hole was formed in the FML before the joining. For the better understanding of static and dynamic characteristics, a clinched joining followed by a tensile-shear test was numerically simulated using the finite element analysis. The design parameters were also evaluated for the geometry of the tapered hole by the Taguchi method in order to improve and compare the lateral joining strength of the clinched joint. The influence of the neck thickness and the undercut were evaluated and the contribution of each design parameter was determined. Then, actual experiments for the joining and tensile-shear test were conducted to verify the results of the numerical simulations. In conclusion, the appropriate combination of the design parameters can improve the joining strength and the cross-sections of the tapered-hole clinched joint formed in the actual experiments were in good agreement with the results of the numerical simulations.