피로균열열림하중 결정방법 및 유효응력강도계수폭 평가법에 관한 검토

Abstract

ASTM offset방법으로 균열열림하중을 결정할 때는 균열열림하중의 불연속과 비일관성이라는 2가지 중요한 문제점이 있다. 전자는 ASTM 균열열림하중 결정방법은 compliance offset을 결정하기 위한 segment 크기가 하중진폭의 10%에 해당되는 절차상의 문제로 최소하중에서부터 하중진폭의 5%까지는 compliance offset값이 존재하지 않기 때문에 발생하는 것이다. 후자는 최대 compliance offset값과 응력비에 따라 ASTM 균열열림하중 결정방법은 균열열림하중을 과소평가, 정확한 평가, 과대평가한다. 이와 같은 문제점들을 해결하기 위해 normalized-extended ASTM 방법이 제안되었으며, 7475-T7351과 2024-T351 알루미늄 합금에 대해 면밀히 정량적 평가를 수행하였다. 그 결과, normalized-extended ASTM 방법은 균열열림하중을 결정함에 있어 ASTM 방법을 많이 향상시키며, 응력비 영향을 고려한 균열진전속도를 잘 나타낸다. Paris등에 의해 제안된 2/PI 유효응력강도계수폭을 normalized-extended ASTM 방법을 함께 적용시키면 통상적인 유효응력강도계수폭을 사용하는 것보다 더 좋은 결과를 준다. 이것은 균열진전속도를 정의함에 있어 2/PI 유효응력강도계수폭이 매우 유효함을 나타낸다. 균열열림하중 결정방법 및 유효응력강도계수폭 평가에 있어 normalized-extended ASTM 방법과 2/PI방법을 사용하도록 추천한다. 본 연구에서 제안된 normalized-extended ASTM 방법에 의해 추정된 균열진전속도의 정밀, 정확성을 확인하기 위해 유효응력강도계수폭 제어실험을 수행하고 면밀히 분석하였다.