The total relaxed stress in annealing and the thermal strain/stress were obtained from the identification of the residual stress-free state using electronic speckle pattern interferometry (ESPI). The residual stress fields in case of both single and film / substrate systems were modeled using the thermo-elastic theory and the relationship between relaxed stresses and displacements. We mapped the surface residual stress fields on the indented bulk Cu and the 0.5 $\mu\textrm{m}$ Au film by ESPI. In indented Cu, the normal and shear residual stress are distributed over -1.7 GPa to 700 MPa and -800 GPa to 600 MPa respectively around the indented point and in deposited Au film on Si wafer, the tensile residual stress is uniformly distributed on the Au film from 500 MPa to 800 MPa. Also we measured the residual stress by the x-ray diffractometer (XRD) for the verification of above residual stress results by ESPI...
The residual stress changes on thermo-mechanical loading in the interface region of the Thermal Barrier Coating (TBC)/Thermally Grown Oxide (TGO)/Bond Coat (BC) were calculated on the TBC-coated superalloys using a Finite Element Method (FEM). It was found that the residual stress of the interface boundary was dependent upon mainly the oxide formation and the swelling rate of the oxide by creep relaxation. During an oxide swelling, the relaxation of residual stress which is due to creep deformation increased the TBC's life. In the case of the fine grain size of TGO scale, the TBC stresses piled up by oxide swelling could be relaxed by diffusional creep effect of TGO.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제12권1호
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pp.146-156
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2020
Two High Tensile Strength Steel (EH47) plates with thickness of 70 mm were butt-welded together by multi-pass Submerged Arc Welding (SAW), also the hardness and welding residual stress were investigated experimentally. Based on Thermal-Elastic-Plastic Finite Element (TEP FE) computation, the thermal cycles during entire welding process were obtained, and the HAZ hardness of multi-pass butt welded joint was computed by the hardenability algorithm with considering microstructure evolution. Good agreement of HAZ hardness between the measurement and computational result is observed. The evolution of each phase was drawn to clarify the influence mechanism of thermal cycle on HAZ hardness. Welding residual stress was predicted with considering mechanical response, which was dominantly determined by last cap welds through analyzing its formation process.
We have investigated electro-optical characteristics in three kinds of twisted nematic (TN) cells on the polyimide surface. The threshold voltage and the response time of thermal stressed TN cells were same that of no thermal stressed TN cells. There were little change of value in these TN cells. On the other hand, transmittance of no thermal stressed TN cells were better than that of thermal stressed TN cells. Transmittances of TN cells on the polyimide surface decreased by increasing thermal stress time. Moreover, the residual DC of the thermal stressed TN cells increased as increasing thermal stress temperature and time. Therefore, thermal stability of TN cells were decreased gradually by giving high thermal stress for a long time.
The welding residual stress has on important effect on welding deformation, fatigue fracture, buckling strength, brittle fracture, etc. For the purpose of relaxation of welding residual stress, post welding heat treatment is widely used. In this paper, residual stresses were calculated by two dimensional thermal elasto-plastic analysis using finite element method. Heat transfer analysis are performed by transient analysis. Also structure analysis are carried out by of thermal-mechanical coupled analysis. Numerical analysis are used by ANSYS 5.7.
It is well known that during the oxygen cutting process residual thermal stresses are produced in weldment. The local non-uniform heating and subsequent cooling which takes place during any welding process causes complex thermal strains and stresses to finally lead to residual stresses exceed to the yield stress. High tensile stresses combined with applied structural load in the region near the welded joint can given rise to distortion brittle fracture change of the fatigue strength and stress corrosion cracking. The appropriate treatment of the welded component which reduces the peak of he welding residual stresses is believed to lower risk of the fracture during the service of the structure. In this study the impact loading in oxygen cutting frame was applied to reduce the residual stress. After applying the impact loading redistribution of resid-ual stress was measured by cutting method and the effect of fatigue was tested.
The single fiber pull-out technique has been commonly used to characterize the mechanical behavior of fiber/matrix interface in fiber reinforced composite materials. In this study, an improved analysis considering the effect of thermal residual stresses in both radial and axial directions is developed for the single fiber pull-out test. It is found to have the pronounced effects on the stress transfer properties across the interface and the interfacial debonding behavior.
The development of a new material which should be continuously use under severe environment of very high temperature has been urgently requested. For the development of such super-heat resistant materials, the main problem is not only to make the superior thermal barrier properties but also to actively release thermal stress. So, a new concept of functionally graded material(FGM) has been proposed to overcome this problem. A composition and microstructure of FGM are varied continuously from place to place in ways designed to provide it with the maximum function of mitigating the induced thermal stress. So, FGM can be applied in the aerospace, the electronic and the medical field, etc.. In this study, thermal stress analysis of sintering PSZ/NiCrAlY graded material was conducted theoretically using a finite-element program. The temperature condition was sintering temperature assuming a cooling-down process up to room temperature. Fracture damage mechanism was anlayzed by the parameters of residual stress. It could be known that FGM provided with the function of mitigating the induced thermal stress.
Railway wheel and axle are the most critical components in railway system. A wheel and axle failure can cause a derailment with its attendant loss of life and property. The service conditions of railway vehicles have become severe in recent years due to a general increase in operating speeds. Therefore, more precise evaluation of wheelset strength and safety has been desired. Damages of railway wheel are a spatting by wheel/rail contact and thermal crack by braking heat etc. One of the main source of damage is a residual stress. therefore it is important to evaluate exactly. A Residual stress of wheel is formed at the process of heat treatment when manufacturing. it is changed by contact stress developed by wheel/rail contact and thermal stress from heat induced in braking. The objective of this paper is to estimate the variation and magnitude of the residual stress of railway wheel.
Purpose: The vacuum glazing should constantly retain the gap in vacuum state to maintain high thermal performance. To do so, pillars are used to prevent the glazing from clinging to each other by the atmospheric pressure and therefore surface of the vacuum glazing is consistently affected by residual stress. The vacuum glazing could be applied to curtain wall systems at spandrel area to fulfill a rigorous domestic standard on U-value of the external wall. However, this can lead to high glazing temperature increase by heat concentration at a back panel and finally thermal stress breakage. This study experimentally determined weakness of the vacuum glazing systems on the thermal stress breakage and investigated effect of the residual stress. Method: The experiment first built two scale-down mock-up facilities that replicate the spandrel area in curtain wall, and then installed single low-e glass and vacuum glazing respectively. The two mock-up facilities were exposed to outside to induce the thermal stress breakage. Result: The experiment showed that the temperature occurred the thermal stress breakage was $114.4^{\circ}C$ for the single low-e glass and $118.9^{\circ}C$ for the vacuum glazing respectively. The result also showed the vacuum glazing reached the critical point earlier than the single low-e glass, which means that the vacuum glazing has high potential to occur the thermal shock breakage. In addition, the small temperature difference between two glazing indicates that the residual stress scarcely affects breakage of the vacuum glazing.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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