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이 소성변형도 되풀이되어 균열이 발생하게 됨 균열진전: Stage ?: 미끄럼 분리나 되풀이 미끄럼 과정에 의해서 미끄럼 면 파괴를 일으키며 균열이 진전하는 단계 Stage Ⅱ: 피로파단면의 미시적 특징인 스트라이에이션을 형성하며 균열이 진전하는 단계 피로파괴가 일어나지 않는 조건 되풀이 소성변형이 일어나지 않는 경우 되풀이 소성변형이 일어나나 미시적인 균열이 발생하지 않는 경우 미시적인 균열이 발생해도 그 균열이 진전하지 않는 경우 거시적인 균열이 발생하여 초기에 진전하나 도중에 멈추어 파괴에 이르지 않는 경우 피로파괴가 일어나지 않는 조건 되풀이 소성변형이 일어나지 않는 경우 되풀이 소성변형을 일으키지 않는 응력조건을 구하면,저 진전속도 영역 또는 하한계 근방영역이라함 (b): da/dN와 △K 의 관계가 양대수 선도 상에서 직선이 되어, 피로한도 이하의 응력을 무한히 되풀이해도 파단이 발생하지 않음 재료표면에 extrusion, 고 균열진전속도 영역 또는 최종파단영역이라 함 피로파괴가 ......
Index & Contents
피로파괴가 일어나지 않는 조건
피로파괴가 일어나지 않는 조건
피로 파괴가 일어나지 않는 조건
피로파괴
피로 파괴 과정: 균열발생 ? 균열진전 ? 최종파단
균열발생:
매우 미시적인 기하학적 불균일 또는 금속학적 결함 혹은 불균일에 의해 응력집중이 발생하여, 국부적으로 소성변형을 일으킴
응력이 되풀이 됨에 따라, 이 소성변형도 되풀이되어 균열이 발생하게 됨
균열진전:
Stage ?: 미끄럼 분리나 되풀이 미끄럼 과정에 의해서 미끄럼 면 파괴를 일으키며 균열이 진전하는 단계
Stage Ⅱ: 피로파단면의 미시적 특징인 스트라이에이션을 형성하며 균열이 진전하는 단계
피로파괴가 일어나지 않는 조건
되풀이 소성변형이 일어나지 않는 경우
되풀이 소성변형이 일어나나 미시적인 균열이 발생하지 않는 경우
미시적인 균열이 발생해도 그 균열이 진전하지 않는 경우
거시적인 균열이 발생하여 초기에 진전하나 도중에 멈추어 파괴에 이르지 않는 경우
피로파괴가 일어나지 않는 조건
되풀이 소성변형이 일어나지 않는 경우
되풀이 소성변형을 일으키지 않는 응력조건을 구하면, 균열발생을 방지 함으로써 피로파괴를 방지할 수 있음
예) 불림 처리한 JIS S35C 시험편에 일정진폭응력을 되풀이 했을 때의 되풀이 소성변형률 폭의 변화: 피로한도의 75%가 되는 18kgf/mm2정도에서 되풀이 소성변형률이 검출되지 않음
되풀이 소성변형률폭의 되풀이 수에 따른 변화(JIS S35C)
피로파괴가 일어나지 않는 조건
되풀이 소성변형이 일어나나 미시적인 균열이 발생하지 않는 경우
피로한도 이하에서도 되풀이 소성변형은 발생하며, 피로한도 이하의 응력을 무한히 되풀이해도 파단이 발생하지 않음
재료표면에 extrusion, intrusion 발생을 억제해서 응력집중효과를 줄여 되풀이 소성변형이 미시적인 균열로 진전하는 것을 막음으로써 피로파괴를 방지함(연성재료의 경우)
경화처리를 하거나 비금속 개재물이나 석출물이 지배적인 재료의 경우, 변형특성이 서로 다른 미시 재료조직의 경계면이 응력집중의 요인이 되므로 개재물이나 석출물의 함유량을 줄이는 방법을 생각해 볼 수 있음
피로파괴가 일어나지 않는 조건
미시적인 균열이 발생해도 그 균열이 진전하지 않는 경우
균열진전속도: da/dN (a: 균열길이, N: 응력의 되풀이 수)
응력강도계수폭: △K = Kmax ? Kmin
(a) : △K 의 감소와 함께 균열진전속도가
급격히 감소하여, 균열이 진전하지 않게 되는
하한계값 △K th 에 이르는 영역,저 진전속도
영역 또는 하한계 근방영역이라함
(b): da/dN와 △K 의 관계가 양대수 선도
상에서 직선이 되어, Paris의 법칙이 성립하는
영역, 멱승관계 영역이라 함
(c): △K 가 증가함에 따라 균열진전속도가
급격히 증가하여, 최종적으로는 불안정 파괴를
일으키는 영역, 고 균열진전속도 영역 또는
최종파단영역이라 함
피로파괴가 일어나지 않는 조건
거시적인 균열이 발생하여 초기에 진전하나 도중에 멈추어 파괴에 이르지 않는 경우
균열진전수명은 피로손상을 직접적으로 나타내고 있는 균열길이를 대상으로 평가하면 되며, 구체적으로는 하중 되풀이에 따르는 균열진전량을 예측 평가함
일반적으로 파단면을 관찰하여 정보를 얻는 파면관찰학 방법을 사용하여 균열진전수명을 평가함
이를 통해 균열진전량을 예측 평가하여(파괴역학) 하중 되풀이에 따르는 균열의 진전을 막는 방법을 생각해 볼 수 있음
생각하기
가공방법의 영향에 관하여 밑의 그림과 같이 다른 결과가 얻어져 있다. 가공방법의 영향을 정량적으로 평가할 필요가 발생했다. 이들 데이터를 어떻게 이용하겠는가?
그림1: 열간압연의 경우가 단조 등과 같이 표면을 특별히 가공하지 않고 그대로 사용하는 흑피의 경우보다 표면계수가 낮음
그림2: 열간압연의 경우가 단조의 경우보다 표면계수가 높음
그림1. 강의 굽힘 피로한도에 대한 각 가공방법의 표면계수
그림2. 강재료의 표면계수의 예
생각하기
각 가공방법에 대해서도 거친(rough) 가공과 세밀(fine) 가공과 같이 가공내용이 다를 수 있음
가공내용에 따라서 표면 거칠기가 달라짐
응력집중과 관련되어 거칠기가 커질수록 피로한도 저하함
열처리나 소성가공, 기계가공에 의해 재료 표면의 조직 구조 또는 재료 표면 특성이 변하며, 잔류응력이 발생
피로한도에 영향을 줌
결론: 다양한 요인에 의해서 피로한도가 달라지므로 가공방법과 그에 대한 가공내용을 세부적으로 분리하여 데이터를 정리한다면, 더 정확한 데이터의
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