• Title, Summary, Keyword: 응력-수명 곡선

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Microstructure, Tensile Strength and Probabilistic Fatigue Life Evaluation of Gray Cast Iron (회주철의 미세구조와 인장거동 분석 및 확률론적 피로수명평가)

  • Sung, Yong Hyeon;Han, Seung-Wook;Choi, Nak-Sam
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.41 no.8
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    • pp.721-728
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    • 2017
  • High-grade gray cast iron (HCI350) was prepared by adding Cr, Mo and Cu to the gray cast iron (GC300). Their microstructure, mechanical properties and fatigue strength were studied. Cast iron was made from round bar and plate-type castings, and was cut and polished to measure the percentage of each microstructure. The size of flake graphite decreased due to additives, while the structure of high density pearlite increased in volume percentage improving the tensile strength and fatigue strength. Based on the fatigue life data obtained from the fatigue test results, the probability - stress - life (P-S-N) curve was calculated using the 2-parameter Weibull distribution to which the maximum likelihood method was applied. The P-S-N curve showed that the fatigue strength of HCI350 was significantly improved and the dispersion of life data was lower than that of GC300. However, the fatigue life according to fatigue stress alleviation increased further. Data for reliability life design was presented by quantitatively showing the allowable stress value for the required life cycle number using the calculated P-S-N curve.

An experimental study of bending fatigue life (S-N curve) of the helical gear for the automotive transmission (자동차 Transimission용 Helical Gear의 굽힘 피로 수명 곡선(SS-N Curve)에 관한 실험적 고찰)

  • 이원희;허윤무
    • Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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    • v.12 no.6
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    • pp.11-17
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    • 1990
  • 자동차용 변속기의 설계에 있어서 적용 Engine의 출력 및 차량 성능에 부합하는 동력전달 요소의 전달 용량 및 내구 수명을 고려해야 한다. 특히 자동차가 고속 경량화됨에 따라 변속기의 설계에 있어서도 동력전달 요소들의 소형 고용량화가 요구되며 이를 위해서는 설계시 동력전달 요소들의 정확한 강도 및 피로수명 예측이 필수적이다. 본 보고서에서는 Gear의 굽힘응력 계산식에 대한 고찰 및 Gear의 피로시험을 통하여 Helical 치차의 Bending stress에 대한 피로수명 곡선의 시험식을 도출하였다.

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Structural Stress and Fatigue Testing of Edge details (용접부 구조응력 측정 및 피로수명 평가에 관한 실험적 연구)

  • 김석훈;강성원;김명현;장용원;하우일;박진수
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • pp.267-269
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    • 2004
  • 현재 구조물의 피로설계에는 주로 공칭응력(Nominal Stress) 및 핫스팟 응력(Hot Spot Stress, HSS)이 사용되고 있다. 공칭응력을 바탕으로 구조물에 대한 피로설계를 할 경우에는 각 부재에 사용되는 각각의 용접부 형상에 대한 피로시험을 따로 수행하여 피로수명 곡선을 구해야 하는 번거로움이 있다. (중략)

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Characteristic and Analysis of Fatigue Crack for Curved Girder Bridge based on the Stress Range Histerisis (실동이력에 기초한 곡선거더교의 피로균열 특성 및 분석)

  • Kwon, Soon Cheol;Kyung, Kab Soo;Kim, Da Young;Lee, Ha Sung
    • Journal of The Korean Society of Civil Engineers
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    • v.28 no.1A
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    • pp.1-13
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    • 2008
  • The web of a horizontally curved plate girder bridge is, in general, subject to not only longitudinal flexural in-plane stress but also out-of-plane bending stress. Therefore, the induced stresses in the fillet welded joints at the intersection of the web and flange plates in the curved plate girder bridge can be considerably high, and the welded joints of gusset plates connecting the main girder to the floor beams or sway bracings can be subject to much more severe situation than those in the ordinary straight plate girder bridge. In order to investigate the cause of fatigue crack occurred in a curved girder bridge that has been served in about 23 years, in this study, field load tests have been performed to obtain the stress characteristics at the welded joint under the real traffic flow. Using the test results, we have investigated the causes of the occurrence of various fatigue cracks and have estimated the fatigue lives for the cracks. In addition, the characteristics of structural behavior at welded joint of the curved girder bridge have been examined by comparing the FE analysis and the field test result.

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Expectation of the Fatigue Life at the Truss Bridge Including Improper Welding (불량용접을 갖는 트러스교의 피로수명)

  • Bang, Myung-Seok
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.3 no.4
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    • pp.191-198
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    • 1999
  • 수많은 판형부재로 구성된 대형 트러스교에서는 불량용접된 부재가 존재할 수 있으며, 이는 교량의 피로수명에 결정적인 영향을 줄 수 있다. 이러한 교량에서 용접불량부를 조사하고 부재단면중 용접불량을 고려한 유효단면을 가정하여 피로수명을 예측하는 방법에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 피로수명에 영향을 미치는 교통량을 분석하고 차량모델을 가정하여 유효등가응력을 산정하였으며 모형피로시험에서 구한 응력-반복횟수곡선을 이용하여 피로수명을 예측하였다. 본 연구에서 사용된 분석기법은 불량용접부와 교통량이 강교량의 피로수명에 미치는 영향을 예측하는데 매우 유용함을 알 수 있다.

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Study on Fatigue Life Estimation for Aircraft Engine Support Structure (항공기 엔진 지지구조물의 피로수명 해석에 관한 연구)

  • Hur, Jang-Wook
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.34 no.11
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    • pp.1667-1674
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    • 2010
  • The fatigue life is estimated while determining the reliability of aircraft structures. In this study, the estimation of fatigue life was carried out on the basis of a cumulative damage theory; the working S-N curve and the equivalent stress on the engine support structure significantly affect the safety of the aircraft. The maximum stress observed was 1,080 MPa in the case of scissors link under crash load condition, and there was a 5% margin for the allowable stress corresponding to the temperature reduction factor. The maximum stress was 876 MPa, and the stress equation coefficient had a maximum value of 0.019 MPa/N in the case of scissors link under fatigue loads. In the results of the fatigue life analysis, the safety life in a fretting area of scissors link upper part was 416,667 flight hour, and other parts showed to infinite life. Therefore, it was demonstrated that the fatigue life requirement of aircraft engine support structure (scissors link, straight link) could be satisfied.

A Study on the Spectral Fatigue Analysis Method for Semi-submersible Rig Structure (반 잠수식 시추선의 스펙트랄 피로해석에 관한 연구)

  • 조규남
    • Computational Structural Engineering
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    • v.8 no.2
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    • pp.95-102
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    • 1995
  • 해양구조물의 피로파괴 형태는 매우 다양하며 설계단계에서 구조요소의 피로수명 예측은 중요하다. 각가지 피로해석 방법에 대해서 연구가 활발히 진행되었으며 접근방법에 대한 논의도 활발한 연구와 함께 진행되었다. 본 논문에서는 피로해석 방법중 스펙트랄 방법과 그 구성요소에 대해서 연구되었으며 간략화된 피로해석 방법이 제시되었고 그 특성이 비교 검토되었다. 두가지 피로해석 방법의 장단점이 조사되었고 관련된 인자인 응력집중계수, 응력폭-수명 관계 곡선 또한 연구되었다. 전형적인 반 잠수식시추선의 브레이싱 부재의 피로수명 예측을 위하여 간략화된 피로해석 방법과 스펙트랄 피로해석 방법이 작용되었으며 이를 통하여 두 방법의 유용성이 확인되었다. 또한 간략화된 피로해석 방법을 이용한 민감도 해석이 수행되었다. 본 논문에서 수행된 피로해석 결과는 스펙트랄 피로해석 방법이 보다 현실적인 피로수명 예측을 할 수 있는 방법이라는 사실을 보여주었다.

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Fatigue Life Analysis and Prediction of 316L Stainless Steel Under Low Cycle Fatigue Loading (저사이클 피로하중을 받는 316L 스테인리스강의 피로수명 분석 및 예측)

  • Oh, Hyeong;Myung, NohJun;Choi, Nak-Sam
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.40 no.12
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    • pp.1027-1035
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    • 2016
  • In this study, a strain-controlled fatigue test of widely-used 316L stainless steel with excellent corrosion resistance and mechanical properties was conducted, in order to assess its fatigue life. Low cycle fatigue behaviors were analyzed at room temperature, as a function of the strain amplitude and strain ratio. The material was hardened during the initial few cycles, and then was softened during the long post period, until failure occurred. The fatigue life decreased with increasing strain amplitude. Masing behavior in the hysteresis loop was shown under the low strain amplitude, whereas the high strain amplitude caused non-Masing behavior and reduced the mean stress. Low cycle fatigue life prediction based on the cyclic plastic energy dissipation theory, considering Masing and non-Masing effects, showed a good correlation with the experimental results.

Evaluation of Statistical Fatigue Life of Hybrid Composite Joints in Low-Floor Bus (저상버스용 하이브리드 복합재 조인트부의 통계적 피로수명평가)

  • Jung, Dal-Woo;Choi, Nak-Sam
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.34 no.11
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    • pp.1705-1713
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    • 2010
  • The reliable fatigue life for hybrid composite joint structures was estimated by a statistical method for evaluating fatigue life; the results of the fatigue test varied widely. Cyclic bending tests were performed on a cantilever beam with a hybrid composite joint, which was developed for the body of a low-floor bus. In order to estimate the fatigue life of the hybrid composite joint structure by comparing the data obtained during the fatigue tests, the most suitable probabilistic density function among the normal, lognormal, and Weibull distributions was selected. The probabilistic-stress-life (P-S-N) curves calculated by using the selected Weibull distribution was suggested for process of statistical fatigue life estimation and reliability design.

Neuron Irradiation Effect and Intefrity of Nuclear Reactor Presure Vessel (원자로 압력용기에서의 중성자 조사효과 및 건전성)

  • 홍준화
    • Journal of the KSME
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    • v.33 no.5
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    • pp.393-404
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    • 1993
  • 원자로 압력용기의 수명 및 건전성을 결정짓는 중성자 조사취화현상에 대해 손상과정, 기구, 영 향인자, 예측 및 평가방법을 소개하였다. 용기재료의 현상, 특성과 설계, 제조, 운전시의 건전성 확보를 위한 활동 및 방법도 함께 살펴보았다. 설계시는 물론 수명기간 동안 건전성을 유지하 면서 운전하고 나아가 수명연장 운전을 위해서는 용기의 상태(파괴인성치, 결함, 작용응력)를 정확히 진단, 예측, 평가해야 하고, 이들이 건전성에 미치는 영향평가와 건전성 평가방법을 통한 수명예측 기술의 확보가 매우 중요하다. 특히, 고리 1호기가 가동된지 15년이 되어 계속적인 감 시가 요구되고 수명연장 타당성 연구를 추진중에 있으며, 영광 3, 4호기를 시작으로 앞으로 건 설되는 원자로가 국내에서 제작 . 설치되고, 설계 및 소재의 국산화율을 높이고자 하는 우리나 라에서는 더욱 그러하다. 미소시험법 및 시편재활용 기술개발을 통한 시험자료의 확충과 국내 원자로에 대한 데이터베이스 구축 및 각 발전소 특유의 경향곡선 확립 . 적용이 필요하며, 조사 손상 기구 및 모델링 관련연구가 계속되어야 한다. 조사효과에 대한 기초 및 응용연구는 1994년 한국원자력연구소의 다목적연구용원자로(MRR ; multipurpose research reactor) 가동과 더불어 더욱 활발해질 것이다.

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