엔진용 밸브재 SUH35/SUH3 이종마찰 용접계면에 대한 열응력 특이성 해석

박철희,김은영 한국기계기술학회 2012 한국기계기술학회지 Vol.14 No.4

금속재료 응력-변형률 곡선의 수학적 표현들

현홍철(Hong Chul Hyun),이진행(Jin Haeng Lee),이형일(Hyungyil Lee) 대한기계학회 2008 大韓機械學會論文集A Vol.32 No.1

본 연구에서는 인장과 압축실험 데이터를 사용하여 재료의 응력-변형률 곡선을 얻었다. 시편에 네킹현상이 발생하기 전에는 인장실험의 결과를 토대로 각 재료의 영률값과 항복강도를 찾았다. 이후 비선형 거동은 압축실험의 데이터를 이용해나타냈다. 이렇게 얻어진 재료의 실제응력-변형률 곡선을 구간 멱함수법을 사용해 변형률 구간별로 회귀하였다. 회귀하여 구한 곡선과 실제 재료의 응력-변형률 곡선을 비교해 최적 회귀방법과 상응하는 변형률 회귀구간을 찾았다. 하나와 두 변수에 의한 회귀를 혼용하면 가장 적절한 회귀 방법이 얻어진다. 우선 두 변수들로 회귀하여 항복강도를 찾는다. 뤼더변형률이 없는 재료의 항복강도를 예측에는 초기구간 데이터만을 이용해야 오차를 최소화 할 수 있다. 한편 뤼더변형률이 재료들은 곡선의 후반부 데이터를 사용해야 정확한 물성치를 찾아낼 수 있다. 이어 항복강도가 구해진 상황에서 응력-변형률 곡선의 전체 데이터를 사용해, n 을 단일변수로 하여 회귀한다. 여기서 얻은 항복강도와 n 을 이용하면 실제 실험응력-변형률 곡선을 가장 유사하게 따라가는 회귀곡선을 얻을 수 있다. Stress-strain curves based on Ramberg-Osgood and Hollomon relations are strongly dependent upon the regressed range of strain. This work investigates mathematical expressions of true stress-strain curves of metallic materials. We first observe the variation of yield strength, strain hardening exponent and stress-strain curve with regressed range of stain. Based on sectional regression and expression using one or two parameters, we propose an optimal strain range for which yield strength and nonlinear material behavior are quite appropriate.

금속재료의 응력-변형률 곡선에 대한 수학적 표현들

현홍철(Hong Chul Hyun),이진행(Jin Haeng Lee),이형일(Hyungyil Lee) 대한기계학회 2006 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2006 No.11

본 연구에서는 인장과 압축실험 데이터를 사용하여 응력-변형률 곡선을 얻었다. 시편에 네킹현상이 발생하기 전에는 인장실험의 결과를 토대로 각 재료의 영률값과 항복강도를 찾았다. 그 이후의 비선형 거동은 압축실험의 데이터를 이용하여 나타냈다. 이렇게 얻어진 재료의 실제응력-변형률 곡선을 구간 멱급수법을 사용하여 변형률 구간별로 회귀하였다. 먼저 항복강도를 알고 있는 경우 회귀된 곡선과 실제 재료의 응력-변형률 곡선을 비교하여 최적의 구간을 찾았다. 구간 멱급수 법으로 표현되지 않는 재료에 대해서는 다른 회귀 방법을 제시하였다. 항복강도를 알지 못하는 경우에는 설정구간별로 회귀하여 항복강도를 가장 잘 예측하는 구간을 찾았다. 이를 통해 항복강도를 알고 있는 상황에서, 변형률 전체구간에 대하여 변형경화지수를 유일변수로 하는 회귀를 실시하여 항복 이후의 재료의 거동을 나타내었다. 이를 종합하면 실제 응력-변형률 곡선과 가장 유사한 수학적 응력-변형률 곡선을 얻을 수 있다. Stress-strain curves based on Ramberg-Osgood and Hollmon relation are inaccurate for full strain range. The aim of this work is to propose more accurate mathematical expressions of stress-strain curves. For this purpose, we used the Hollmon relation at selected strain range to observe the variation of yield stress and strain hardening exponent, then we investigated the variation of regressed stress?strain curves according to stain ranges. Based on sectional regression and expression using one or two parameters, we proposed the optimal strain range where the yield stress and nonlinear material behavior are the most reasonable.

형상 변수 및 재료 상수를 이용한 노치 인장 시험의 평균 삼축 응력 결정법

정상섭(Sang Seop Jeong),정현우(Hyun-woo Jung),김윤재(Yun Jae Kim) 대한기계학회 2020 大韓機械學會論文集A Vol.44 No.6

본 논문에서는 노치 형상과 변형에 관계된 재료 상수만으로 노치 삼축 응력을 도출할 수 있는 경험식을 제시한다. 인장 시험이 진행되면서 초기 노치 형상이 변형되고 이에 따라 삼축 응력도 변화한다. 다양한 종류의 강에 대해서 수행된 일반 인장 및 노치 인장 시험 결과를 종합하고 유한요소 해석으로 각 재료의 인장 시험을 모사하였다. 인장 시험 모사를 통해 도출한 노치 삼축 응력과 시편 형상 및 재료 상수 간의 상관관계를 분석하고 이를 바탕으로 유한요소 해석 수행없이 노치 형상과 재료 상수만으로 노치 시편의 평균 삼축 응력을 계산할 수 있는 계산식을 제시하였다. This paper presents an empirical formula for deriving notch triaxial stresses using only material constants related to notch geometry and deformation. As the tensile test progressed, the initial notch shape deformed and the triaxial stresses changed accordingly. Notched tensile test results for various materials were synthesized and the tensile test of each material was simulated using finite element analysis. The relationship between notched stress triaxiality, specimen shape, and material constants, derived from tensile test simulations, was analyzed. Based on this, a formula was proposed to calculate the average stress triaxiality of notched specimens, using only the notch shape and material constant and without performing finite element analysis.

이중 비틀림 시험에서 유도 홈의 형상이 암석의 응력부식지수에 미치는 영향

정해식(Hae-Sik Jeong),尾原 祐三(Yuzo Obara),전석원(Seok-Won Jeon) 한국암반공학회 2004 터널과지하공간 Vol.14 No.5

구마모토 안산암을 대상으로 이중 비틀림(DT) 시험을 통해 유도 흠의 단면 형상이 암석의 응력부식지수에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 정변위속도법에서 변위속도가 증가할수록 균열성장속도는 증가하지만 파괴인 성계수는 평균 2.07 MN/m<SUP>3/2</SUP>로 거의 일정하였다. 정변위법을 통하여 유도 홈의 형상이 사각형, 원형, 삼각형인 시험편을 이용하여 얻은 응력부식지수는 각각 평균 37, 36, 38로 홈의 형상에 관계없이 거의 일정한 값을 보이지만 표준편차는 삼각형 홈에서 가장 크게 나타났다. 암석의 DT시험은 중앙부에 유도 홈이 있는 시험편을 이용하는 것이 효과적이지만 광물의 평균입경 이상의 폭을 가진 사각형 단연의 홈을 이용하는 것이 가장 적절하다. Double torsion (DT) tests were carried out to investigate the influence of the geometry of guide groove on stress corrosion index of Kumamoto andesite. The fracture toughness was measured in the constant displacement rate, which was set to 2.07 MN/m<SUP>3/2</SUP> in average regardless of crack velocity. Stress corrosion indices, 11 were evaluated using specimens with rectangular, circular and triangular grooves and were 37, 36 and 38 in average, respectively. The n values were constant regardless of the groove geometry, however the DT specimen with triangular groove geometry showed the largest standard deviation in the relationship between crack velocity and stress intensity factor. The DT test was found to be effective in using a rectangular-grooved specimen and the width of the groove must be greater than the average grain size of minerals.

허용응력설계법 및 하중저항계수설계법에 의한 강합성 거더교 설계결과 비교

조은영(Cho Eun-Young),신동구(Shin Dong-Ku) 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 A Vol.29 No.5A

연속경간 강합성 플레이트 거더 및 박스 거더 단면을 현 도로교설계기준의 허용응력설계법(ASD)과 AASHTO-LRFD 설계기준에 근거하여 최근 교량설계핵심기술연구단을 중심으로 제안된 하중저항계수설계법으로 설계하였다. 두 방법으로 설계된 강거더 단면의 강재량과 구조성능을 분석하였으며, 휨파괴에 대한 신뢰도해석을 수행하고 신뢰도지수를 비교 및 분석하였다. ASD법으로 설계 시에는 현 도로교설계기준에 규정된 DB-24 및 DL-24 설계활하중을, LRFD법으로 설계 시에는 최근 국내 통행차량 측정결과 통계에 근거하여 제안된 설계활하중을 적용하였다. 3경간 연속교의 경간비를 4:5:4로 가정하고 중앙부 최대경간장은 30~80 m를 고려하였다. 두 방법으로 설계된 강합성거더 단면의 휨파괴에 대한 신뢰도해석은 국내에서 생산된 16,000여 구조용 강재 표본의 항복강도 통계적 특성이 반영된 휨저항강도의 통계를 이용하여 수행하였다. The design comparison and flexural reliability analysis of continuous span composite plate girder bridges are performed. The girders are designed by the methods of allowable stress design (ASD) and load and resistance factor design (LRFD). For the LRFD design, the design specification under development mainly by KBRC, based on AASHTO-LRFD specification in case of steel structures, is applied with the newly proposed design live load which has been developed by analyzing domestic traffic statistics from highways and local roads. For the ASD based design, the current KHBDC code with DB-24 and DL-24 live loads is used. The longest span length for the 3-span continuous bridges with span arrangement ratio of 4:5:4 is assumed to be from 30 m to 80 m. The amount of steel, performance ratios, and governing design factors for the sections designed by the ASD and LRFD methods are compared. In the reliability analysis for the flexural failure of the sections designed by two methods, the statistical properties on flexural resistance based on the yield strength statistics for over 16,000 domestic structural steel samples are applied.

엔진 배기매니폴드의 열응력 발생에 관한 설계 인자들의 이론적 연구

최복록(Bok-Lok Choi) 한국기계가공학회 2007 한국기계가공학회지 Vol.6 No.1

Exhaust manifold is generally subjected to thermal cycle loadings ; at hot condition, large compressive plastic deformations are generated, and at cold condition, tensile stresses are remained in highly deformed critical zones. These phenomena originate from the fact that thermal expansions of the runners are restricted by inlet flange clamped to the cylinder head, because the former is less stiff than the latter and, the temperature of the inlet flange is lower than that of the runners. Since the failure of an exhaust manifold is mainly caused by geometric constraints between the cylinder head and the manifold, the thermal stress can be controlled by geometric factors. The generic geometric factors include the inter distance (2R), the distance from the head to the outlet (L), the tube diameter(d) and the tube thickness (t). This criteria based on elastic analysis up to onset of yield apparently indicate that the pre-stress also reduces the factor; however, high temperature relaxation may reduce this effect at later operation stage.

접합재의 굽힘강도와 응력특이장해석

허선철(Sun-Chul Huh),박영철(Young-Chul Park),윤두표(Doo-Pyo Yun) 한국해양공학회 1998 韓國海洋工學會誌 Vol.12 No.4

Since the ceramic and metal are joined at high temperature, the residual stress will develop when it is cooled from bonding temperature due to remarkable difference of thermal expansion coefficient between ceramic and metal. Moreover, the edge of jointed interface makes singular stress field and this singular sσess field influences on the strength of joints. In this study. The effects of residual stress, mechanical load and repeat thermal cycle were estimated in the ceramic/metal joints. The change of singular stress field due to these effectswas analyzed. The results are as follow : 1) Strength of jcints was evaluated by the sσess singularity index λ and the intensity K of singular stress field. 2) The stress singularity index λ and the intensity K of singular stress field also increase as temperature of thermal cycle and its number of cycle increase. 3) In the case of mechanical load, the effect of residual stress reduces since the difference(Δλ) of stress singular index between existence and inexistence of residual stress decreases in proportion to the increasing of tensile load.

접착이음의 계면덧살에 대한 응력특이성 해석

정남용(Nam Yong Chung),박철희(Cheol Hee Park) 한국생산제조학회 2012 한국생산제조학회지 Vol.21 No.3

The stress singularity for the excess adhesive on interface of adhensively bonded joint was investigated by using the 2-dimensional elastic boundary element method (BEM). To establish a reasonable strength evaluation method and a fracture criterion for the excess adhesive of interface in adhensively bonded joint, it is necessary to evaluate fracture parameters with various bonding conditions. Under the variations of adhensively bonded thickness (h) and diameter (d) for the excess adhesive, a stress analysis was peformed, and from the results, the stress singularity index (λ) and the stress singularity factor (Γ) were calculated. The variations have a great influences on the stress singularity for the excess adhesive of interface in adhensively bonded joint, and the  is reduced as the h and d increase.

원자로 내부구조물의 연성 상실 손상지수에 미치는 응력삼축성의 영향 고찰

김종성(Jong-Sung Kim),이철(Cheol Lee),이기형(Ki-Hyoung Lee),박정순(Jeong-Soon Park),강성식(Sung-Sik Kang) 대한기계학회 2015 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2015 No.11