The Stress Intensity Factors of a Crack in a Rotating Disk

회전원판 내에 존재하는 균열에 대한 응력확대계수를 J 적분과 유한요소법을 이용하여 구하였다. 회전으로 인한 원심력이 존재하기 때문에 J 적분식을 다소 수정하였다. 요소의 원심력은 각 node에 고르게 나누어 각 node에서의 반경방향으로 가하였다. 균열길이가 같은 경우 원판 밖으로 터진 균열에 내한 응력확대계수가 원판 내에 갇힌 균열의 두 배가량이었다. 원판 내에 갇힌 균열의 경우 원판의 중심에서 가까운 균열선단에 대한 응력확대계수가 중심에서 먼 균열선단보다 높았다.The stress intensity factors for a crack in a rotating disk were calculated using the concept of J-integral and the finite element method. J-integral formula was modified in consideration of the presence of a centrifugal force due to rotation. The centrifugal force of an element was divided equally and applied in a radial direction at each node of the triangular element. The stress intensity factor for an edge crack is always larger than that for an internal crack of the same crack length and the maximum ratio reaches about two. For an internal crack with two crack tips the stress intensity factor at inner crack tip is always larger than that at outer crack tip.The stress intensity factors for a crack in a rotating disk were calculated using the concept of J-integral and the finite element method. J-integral formula was modified in consideration of the presence of a centrifugal force due to rotation. The centrifugal force of an element was divided equally and applied in a radial direction at each node of the triangular element. The stress intensity factor for an edge crack is always larger than that for an internal crack of the same crack length and the maximum ratio reaches about two. For an internal crack with two crack tips the stress intensity factor at inner crack tip is always larger than that at outer crack tip

Photoelastic Determination of Weight Function

Green's function이란 일반적으로 위치한 점하중이 얼마만큼의 응력확대계수를 발생시키는가 알려주는 것이다. weight function은 균열이 있는 물체에 대한 Green's function의 한 형태라 생각할 수 있다. weight function만 알려지면 응력확대계수를 계산하는 것은 간단한 적분이 되고 균열이 없었을 때 균열선상에서의 응력만 구하는 것이 필요하다. weight function을 광탄성적으로 측정하는 방법을 제시하였다. 하중은 강선을 통하여 균열면에 가했다. 광탄성적으로 응력확대계수를 측정하는데 Smith의 방법을 이용하였다.A Green's function contains information on the effect on K of a generally positioned point force. A weight function may be thought of as a form of the Green's function for a cracked body. When the weight function is known, the caculation ofK is reduced to a very simple integral and requires only the caculation of the stress along the crack line in the uncracked body. A photoelastic determination method of the weight function is shown. Loads are applied through steel wires on the crack surface. The Smith method is used to determine photo is used to determine photoelastically the stress intensity factory K.A Green's function contains information on the effect on K of a generally positioned point force. A weight function may be thought of as a form of the Green's function for a cracked body. When the weight function is known, the caculation ofK is reduced to a very simple integral and requires only the caculation of the stress along the crack line in the uncracked body. A photoelastic determination method of the weight function is shown. Loads are applied through steel wires on the crack surface. The Smith method is used to determine photo is used to determine photoelastically the stress intensity factory K

Calculation of 3-D Stress Intensity Factors Using the Finite Elements and the J-Integral

2차원 균열문제에 대한 J 적분법을 3차원 균열문제에 확대하여 적용하는 방법을 개발하였다. 표면적분인 3차원 J 적분을 균열전선 어느 짧은 구간을 포위한 충분히 가는 원통 적분표면을 선택하여 균열전선과 수직인 평면에서의 2차원 J 적분으로 환원하였다. 유한요소의 수치적분점을 통과하는 적분 경로가 균열전선과 수직인 평면 상에 놓이도록 균열전선을 포위한 15 절점 퇴화요소의 3각형 양측면이 각각 균열전선과 수직이도록 절점을 배치하였다. 몇 개의 3차원 균열문제를 통하여 본 논문에서 개발한 방법의 정확성과 안정성을 입증하였다.The J-integral method widely used for 2-D crack problems is extended to cover 3-D crack problems. Selecting a cylindrical surface of sufficiently small radius and nearly zero length along the crack front as an integration surface, the 3-D j-integral can be reduced to the 2-D J-integral defined on the plane perpendicular to the crack front. To make the plane perpendicular to the crack front, two triangular faces of the 15-node degenerate elements around the crack front are set to be perpendicular to the crack front. The accuracy and stability of the present method are confirmed through some 3-D example crack problems.The J-integral method widely used for 2-D crack problems is extended to cover 3-D crack problems. Selecting a cylindrical surface of sufficiently small radius and nearly zero length along the crack front as an integration surface, the 3-D j-integral can be reduced to the 2-D J-integral defined on the plane perpendicular to the crack front. To make the plane perpendicular to the crack front, two triangular faces of the 15-node degenerate elements around the crack front are set to be perpendicular to the crack front. The accuracy and stability of the present method are confirmed through some 3-D example crack problems

Finite Element Analysis of Stress Intensity Factors for a Penny-Shaped Crack at the Bi-Material Interface

J 적분을 이용하여 유한요소의 해에서 에너지해방률을 계산하여 3차원 계면균열에 대한 응력강도계수 ＫⅠ, ＫⅡ 를 추출하는 방법을 개발하였다. 균열선단에 아주 가까운 적분경로를 사용함으로써 3차원 균열문제에서 면 적분으로 주어지는 수정 항을 추가하지 않고도 선 적분만으로 간편하게 에너지해방률을 구하였다. 유한요소의 해에 이론 해를 중첩하였을 때 중첩하기 전후의 에너지해방률의 증가를 살펴 응력강도계수를 결정하였다. 평면 계면균열, 동전 계면균열에 대한 본 논문의 해를 기존 이론 해와 비교하여 본 방법의 타당성을 입증하였다.J 적분을 이용하여 유한요소의 해에서 에너지해방률을 계산하여 3차원 계면균열에 대한 응력강도계수 ＫⅠ, ＫⅡ 를 추출하는 방법을 개발하였다. 균열선단에 아주 가까운 적분경로를 사용함으로써 3차원 균열문제에서 면 적분으로 주어지는 수정 항을 추가하지 않고도 선 적분만으로 간편하게 에너지해방률을 구하였다. 유한요소의 해에 이론 해를 중첩하였을 때 중첩하기 전후의 에너지해방률의 증가를 살펴 응력강도계수를 결정하였다. 평면 계면균열, 동전 계면균열에 대한 본 논문의 해를 기존 이론 해와 비교하여 본 방법의 타당성을 입증하였다

Analysis of Fatigue Life of Spot-Welded Joints in Passenger Car Body

Belgian Road 주행시험에 대한 승용차 차체 점용접이음의 피로수명을 예측하였다. 본 논문에서는 점용접이음을 한 개의 강체 요소로 표현하여 문제의 크기를 상당히 많이 줄였다. 내표면 너깃 가장자리에서 스크레인 이력은 강체요소를 통하여 전달되는 힘과 모멘트로 추정하였다. Rainflow Counting 방법을 불규칙 스트레인 이력에 적용하고 표준 접용접 시편에 대한 피로시험 결과를 사용하여 피로수명을 예측하였다.The fatigue life of spot-welded joints in passenger car body is predicted for Belgian Road test. In this paper, teh spot-welded joint is modelled as a single rigid link to reduce drastically the size of the problem. The strain history at the nugget edge on the inner surface is estimated from the transmitted forces and moments through the rigid link. The rainflow counting method is applied for the irregular strain history. Using the fatigue test data for the standard spot-welded specimen, the fatigue life can be predicted by Miner's rule.The fatigue life of spot-welded joints in passenger car body is predicted for Belgian Road test. In this paper, teh spot-welded joint is modelled as a single rigid link to reduce drastically the size of the problem. The strain history at the nugget edge on the inner surface is estimated from the transmitted forces and moments through the rigid link. The rainflow counting method is applied for the irregular strain history. Using the fatigue test data for the standard spot-welded specimen, the fatigue life can be predicted by Miner's rule

Fatigue Strength of Laser Welded Joints

점용접은 승용차 차체 용접법으로 이제까지 널리 사용되었으나 최근에 일부 점용접이 레이저 용접으로 대체되었고 적용사례가 점점 많아지고 있다. 레이저 용접은 점용접에 비하여 생산속도, 생산제품의 칫수정확도, 경량화 특성 등에서 뛰어나다. 이 논문에서는 레이저 용접의 정적강도와 피로강도를 실험과 해석적인 방법으로 점용접과 비교하였다. 정적강도에 대하여 레이저 용접조건의 영향을 조사하여 정적강도 예측식을 구하였다. 피로강도에 대하여 레이저 용접과 점용접 모두 용접부 가장자리 최대스트레인으로 정리하니 서로 일치하였다.Spot-welded joints have been widely used in passenger car industry. Recently, some spot-welded joints are replaced by laser-weld joints and such applications are increasing. Laser-welded joints are superior to spot-weld joints in production speed, accuracy of the product and production of light-weight structure. In this paper, both the static strength and fatigue strength of laser-welded joints are compared to those of spot-welded joints experimentally and analytically. The influence of change in welding conditions on the static strength are investigated from the results of tensile tests. The equation to predict the static strength can be constructed from the above influence factors. From the finite element solution, the maximum strains at the edge of the weld on surface of the specimens are calculated. The fatigue strength is inversely proportional to the maximum strain during the load cycle.Spot-welded joints have been widely used in passenger car industry. Recently, some spot-welded joints are replaced by laser-weld joints and such applications are increasing. Laser-welded joints are superior to spot-weld joints in production speed, accuracy of the product and production of light-weight structure. In this paper, both the static strength and fatigue strength of laser-welded joints are compared to those of spot-welded joints experimentally and analytically. The influence of change in welding conditions on the static strength are investigated from the results of tensile tests. The equation to predict the static strength can be constructed from the above influence factors. From the finite element solution, the maximum strains at the edge of the weld on surface of the specimens are calculated. The fatigue strength is inversely proportional to the maximum strain during the load cycle

A Study on the Tooth Root Stresses of a Spur Gear

물림율이 2以上일 때 平齒車의 한 개의 齒가 물리기 始作하여 끝날 때까지 分擔하는 荷重과 이뿌리에 發生하는 應力을 光彈性實驗으로 測定하였다. 그리고 이 結果를 使用하여 決定한 齒의 크기는 一般的인 設計値보다 約 25%정도 작게 할 수 있었다.The partial load acting on a tooth and the stress at the tooth root of a spur gear, were measured using the photoelastic apparatus when the contact ratio is greater than 2. The result shows that the gear would be designed about 25% smaller than conventionally used one when the contact ratio is grater than 2.The partial load acting on a tooth and the stress at the tooth root of a spur gear, were measured using the photoelastic apparatus when the contact ratio is greater than 2. The result shows that the gear would be designed about 25% smaller than conventionally used one when the contact ratio is grater than 2

Experimental Analysis of Fatigue Strength in Spot-Welded Joints of Car Body

다양한 외부 동하중에 의한 피로파단이 발생하고 있는 승용차 차체 점용접 접합부에 대해 피로시험을 수행함으로써 전반적이 피로거동을 파악하고자 하였다. 실제 파단 발생 부재를 구성하는 차체재료중 SPCC, SPRC35, SAPH38P를 선택하여 용접조건, 동종 및 이종재료간의 접합, 두께 조합을 가급적 실차와 동일하게 적용하여 다양한 인장-전단 및 십자-인장 점용접 시편을 제작하였다. 그리고 정적시험 및 피로시험을 수행하여 강도 데이터베이스를 구축하였다.다양한 외부 동하중에 의한 피로파단이 발생하고 있는 승용차 차체 점용접 접합부에 대해 피로시험을 수행함으로써 전반적이 피로거동을 파악하고자 하였다. 실제 파단 발생 부재를 구성하는 차체재료중 SPCC, SPRC35, SAPH38P를 선택하여 용접조건, 동종 및 이종재료간의 접합, 두께 조합을 가급적 실차와 동일하게 적용하여 다양한 인장-전단 및 십자-인장 점용접 시편을 제작하였다. 그리고 정적시험 및 피로시험을 수행하여 강도 데이터베이스를 구축하였다

ROLL ING ISOLATEO CRANE AND VESSEL WITH THE CRANE

본 발명은 롤링 등을 차단하여 부유체의 요동에 관계없이 평형을 유지할 수 있는 크레인 및 이를 장착하여 육지로부터 떨어진 해상에서 화물을 하역할 수 있는 부유체에 관한 것이다. 본 발명은, 트롤리가 횡방향으로 이송 가능하게 설치되는 수평붐을 포함하는 상부 바디와, 상기 상부 바디가 횡방향으로 이동 가능하도록 설치되는 하부 바디와, 상기 상부 바디와 상기 하부 바디 사이에 서로 연결되게 설치되어 상기 상부 바디와 상기 하부 바디 사이의 상대 운동을 조절하는 액추에이터와, 상기 액추에이터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 크레인을 제공한다.이동 항구, 모바일 하버, 해상 크레인, 롤링, 평형, 수