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각종 기기나 구조물의 파괴는 대부분 피로에 의하여 발생된다. 특히 피로와 같은 반복수의존형 파괴는 부하된 반복수 N에 관계되므로 그 파손과정을 비파괴적으로 정확히 모니터링할 수 있다면 실기부품의 보수기간이나 잔존수명예측에 유용할 것이다. X선 회절법은 재료의 극표면층에 존재하는 결정격자 간격의 변화를 회절각 2θ를 이용하여 알아 낼 수 있다. 즉, 이러한 방법은 피로수명의 초기영역에서 나타나는 슬립밴드나 미소 균열의 발생등으로 일어나는 결정변형에 민감하므로 피로손상과 같이 반복수 N에 의존하는 재질 ...

각종 기기나 구조물의 파괴는 대부분 피로에 의하여 발생된다. 특히 피로와 같은 반복수의존형 파괴는 부하된 반복수 N에 관계되므로 그 파손과정을 비파괴적으로 정확히 모니터링할 수 있다면 실기부품의 보수기간이나 잔존수명예측에 유용할 것이다. X선 회절법은 재료의 극표면층에 존재하는 결정격자 간격의 변화를 회절각 2θ를 이용하여 알아 낼 수 있다. 즉, 이러한 방법은 피로수명의 초기영역에서 나타나는 슬립밴드나 미소 균열의 발생등으로 일어나는 결정변형에 민감하므로 피로손상과 같이 반복수 N에 의존하는 재질 열화를 충분히 검출할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 항공기 구조용 재료로 사용되고 있는 Al 2024-T3 합금에 대하여 X선 회절법으로 피로수명을 평가하기 위한 평면굽힘피로시험을 실시하고 시험편 표면에 X선 반가폭을 연속적으로 측정하여 X선 조사영역내의 피로 손상과 X선 반가폭의 관계를 명확히 한 뒤, B/B_(o)-logN/N_(f) 관계를 이용하는 기존의 피로 수명 평가 방법의 결점을 보안하기 위하여 피로수명초기영역을 무시하고 만든 각각의 응력진폭에 대한 반가폭비 B/B_(o)와 반복수비의 대수 logN사이의 평균기울기와 피로 파단시의 반가폭비 B/B_(o)를 기초로 만든 N_(f)선을 이용하여 부하응력의 크기를 고려할 수 있는 피로 수명 평가 방법을 구축한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 반복수의 증가에 따른 반가폭 B는 피로한도부근의 응력을 제외하면 초기에 급격한 감소, 중기에 완만한 감소, 그리고 말기에 급격한 감소의 3단계 과정을 나타내고 있다. 2. 반가폭비 B/B_(o)의 변화는 피로수명의 초기를 제외하면 하중조건에 관계없이 반복수의 대수 logN에 대하여 각 응력진폭의 평균기울기로 표시할 수 있었다. 3. 피로수명비의 대수 logN/N_(f)와 반가폭비 B/B_(o)를 이용하여 피로수명을 예측하게 되면 피로수명 초기영역의 데이터로 인하여 추정평가오차가 400.22%로 공학적인 오차범위를 상당히 벗어나고 있다. 4. 반가폭비 B/B_(o)를 기초로 만든 logN과 logN/N_(f)선도로 피로수명을 평가하면 평균기울기법이 단일기울기법보다 추정평균오차가 1.29% 더 적어므로 피로 수명초기영역이 피로수명평가에서는 그다지 영향을 미치지 않고 있다. 5. logN과 logB/B_(o)선도의 각 응력진폭에 대한 평균기울기를 이용하는 피로수명평가법은 전 응력진폭에 대한 logN/N_(f)과 logB/B_(o)사이의 관계식을 이용하는 기존의 평가법에 비하여 추정평균오차가 약 26배정도 감소되고 있다.

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