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적외선 열화상 측정법을 이용한 하중 모드별 응력비에 따른 Al6061의 피로 한도 예측
윤상훈(SangHoon Yun),박정훈(Jung-Hoon Park),이건일(Geonil Lee),왕량(Liang Wang),최낙삼(Nak-Sam Choi) 대한기계학회 2020 大韓機械學會論文集A Vol.44 No.7
Al6061 시험편에 대해 응력비(stress ratio, R=σmin/σmax)를 압축 반복 응력(R=-∞), 인장 반복 응력(R=0), 완전 교번 응력(R=-1)으로 하여 피로 시험을 수행하였다. Risitano 방법을 적용하여 OCM(One Curve Method)과 TCM(Two Curve Method)으로 피로 한도를 예측하고 계단식 측정법의 결과를 기준으로 오차를 산출하고 비교하였다. 압축 반복 응력인 경우 좌굴에 의한 파괴가 발생하여 피로 한도 응력이 매우 낮게 예측되었다. 인장 반복 응력의 경우 초기 평균 응력에 의한 열탄성 효과로 온도 감소가 발생하여 오차가 크게 나타났으나 온도 보정 이후 오차가 20% 이내로 감소하였다. 완전 교번 응력인 경우 초기 열탄성 효과에 의한 온도 변화가 없어 다른 응력비에 비해 오차가 작았다. 본 연구에 사용된 모든 응력비에서 OCM이 TCM보다 더 정확한 예측이 가능하였다. Al6061 specimens were tested under fatigue loading of repetitive compressive stress (stress ratio, R=-∞), repetitive tensile stress (R=0), and alternating tensile/compressive stress (R=-1). The Risitano method was applied to predict the fatigue limits using one curve method (OCM) and two curve method (TCM). Furthermore, error from these methods was calculated and compared with that of the staircase method. For repetitive compressive stress, the fatigue limit was predicted to be very low due to buckling deformation. For repetitive tensile stress, the temperature decreased due to the thermoelastic effect in the initial tensile stress range. Hence, the error increased significantly. After temperature correction, the error was reduced to within 20. In case of alternating tensile/compressive stress, there was no temperature change due to the initial thermoelastic effect. Hence, the error was low when compared to that when other stress ratios were used. Consequently, for Al6061, regardless of the stress ratio, prediction by OCM was more accurate than by TCM because the change in temperature, with the exception of the thermoelastic effect in the elastic region, was quite small.
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