구조용강의 유한요소해석 및 온도변화에 따른 피로수명 평가에 관한 연구 = Finite Element Analysis and Fatigue Life Evaluation of Structural Steel at Variable Temperature
저자
발행기관
朝鮮大學校 機械技術硏究所(THE RESEARCH INSTITUTE OF MECHANICAL TECHNOLOGY CHOSUN UNIVERSITY)
학술지명
機械技術硏究(THE JOURNAL OF THE INSTITUTE RESEARCH OF MECHANICAL TECHNOLOGY)
권호사항
발행연도
1999
작성언어
Korean
주제어
KDC
550
자료형태
학술저널
수록면
35-57(23쪽)
제공처
소장기관
본 연구에서는 국산 승용차의 전륜구동축 재료인 S43C와 S5OC를 대상으로 유한요소해석과 회전굽힘피로실험을 통해 고주파열처리와 온도조건에 따른 피로크랙의 발생, 전파거동을 고찰하였다. 유한요소해석 결과 하중이 가해지는 방향에 따라 반복적으로발생되는 인장응격 및 압축응력은 미소원공결함 부분에서 가장 크게 나타났다. 이러한원인은 미소원공결함이 응력의 국부적인 집중원으로 작용했기 때문으로 생각되며, 이러한 응력의 반복으로 인하여 미소원공결함을 기점으로 크랙이 발생∙성장하였음을 알 수있다. 회전굽힘피로실험 결과 두가지 재료 모두 저온(-3O℃) 피로수명은 비열처리재의 경우 상온(25℃)보다 약 110% 증가하였고, 열처리재는 약 120% 증가함으로서 온도의 저하가 피로수명을 크게 증가시킨 반면 고온(80℃) 피로수명은 상온 피로수명과 비교시 비열처리재가 약 35%. 열처리재가 약 5%의 피로수명 감소를 나타냈다.
In this study, the rotary bending fatigue test was carried out with two kind of material, S43C and S5OC, using in the front engine and front wheel drive shaft of vehicle. The specimens were heat-treated by high frequency induction method and tested at room(+25℃), high(+80) and low temperature(-3O℃) in order to look over the fatigue crack initiation and propagation behavior by the heat treatment and the temperatures.
Based on the FEM result, the tensile and compressive stress repeatedly generated by load direction were largest on the small circular defect due to the stress concentration. So the small crack was initiated and grew from the defect
Fatigue lifts of the specimens tested at low temperature showed about 110% for as-received. 120% for heat-treated higher than at room temperature, It was found that low temperature increased so much the fatigue life. At room and high temperature, the fatigue life of as-received specimens were decreased about 35%, but that of heat-treated specimens were decreased about only 5% at high temperature more than at room temperature, Therefore, fatigue life under high temperature will be considered at design of front engine and front wheel drive shaft materials of vehicle.
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