보고서 정보
주관연구기관 |
KAIST |
연구책임자 |
이순복
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2010-04 |
과제시작연도 |
2009 |
주관부처 |
교육과학기술부 |
사업 관리 기관 |
한국연구재단 |
등록번호 |
TRKO201200001926 |
과제고유번호 |
1345099650 |
사업명 |
중견연구자지원 |
DB 구축일자 |
2013-05-20
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키워드 |
수명예측.피로강도설계.신뢰성 설계.고장 메커니즘.고온 신뢰성 평가.열적 기계적 피로.life prediction.fatigue design.thermo-mechanical fatigue.reliability design.failure mechanism.high temperature reliability evaluation.
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초록
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본 연구는 가스터빈에 사용되는 재료인 초합금 IN718을 이용하여 고온에서 사용되는 금속의 고장 메커니즘을 분석적 기법을 도입하여 규명하고, 고온에서의 신뢰성 평가를 위한 열적 기계적 피로 실험기법 및 해석기법을 개발하여, 고온 구조물의 신뢰성 평가 모델 제시 및 신뢰성 데이터를 획득하여 신뢰성 설계를 체계적이고 조직적으로 활용할 수 있도록 하는데 그 목표를 두고 있다.
1. 고온 인장, 저주기 피로, 열적 기계적 피로 실험 설계
- 다양한 온도에서 인장, 저주기 피로, 열적 기계적 피로가 가능한 실험기 및 시편 제
본 연구는 가스터빈에 사용되는 재료인 초합금 IN718을 이용하여 고온에서 사용되는 금속의 고장 메커니즘을 분석적 기법을 도입하여 규명하고, 고온에서의 신뢰성 평가를 위한 열적 기계적 피로 실험기법 및 해석기법을 개발하여, 고온 구조물의 신뢰성 평가 모델 제시 및 신뢰성 데이터를 획득하여 신뢰성 설계를 체계적이고 조직적으로 활용할 수 있도록 하는데 그 목표를 두고 있다.
1. 고온 인장, 저주기 피로, 열적 기계적 피로 실험 설계
- 다양한 온도에서 인장, 저주기 피로, 열적 기계적 피로가 가능한 실험기 및 시편 제
작, 그리고 실험 방법 수립
2. 고온 인장 및 저주기 피로 실험 및 분석
- 상온에서 900℃까지의 인장 실험 수행
- 인장 실험에서 얻을 수 있는 다양한 물성치 (Young's modulus, yield strength,
ultimate tensile strength, elongation) 획득
- 327℃, 627℃, 900℃에서의 저주기 피로 실험 수행
- 저주기 피로의 반복 거동과 hysteresis loop 분석
- 수명을 예측할 수 있는 다양한 인자들에 대한 평가
3. 열적 기계적 피로 실험 및 분석
-327~627℃에서의 열적 기계적 피로 시험 수행
- 열적 기계적 피로의 반복 거동과 hysteresis loop 분석
- 수명을 예측할 수 있는 다양한 인자들에 대한 평가
IN718의 열적 기계적 피로 연구에 대한 기초 작업이 끝난 상태이다. 앞으로 이를 바탕으로 더욱더 심도 있는 열적 기계적 피로 연구를 할 수 있을 것이다. 또한 본 연구에서 획득한 신뢰성 연구에 대한 전반적인 지식은 다른 분야에도 널리 적용이 될 예정이다. 본 연구 결과로 고온 부품의 설계 단계에서 신뢰성 설계가 가능해진다. 경제적으로는 고온에서의 신뢰성이 중요한 우주항공, 에너지, 자동차, 조선 산업의 경쟁력 강화와 국가 이미지 개선이 이루어져 국가의 산업 발전에 이바지하게 되며, 기술적으로 고온 구조물의 신뢰성 평가 방법의 고도화와 고온 재료 해석 기법의 향상 및 체계화로 국가의 기술 수준이 한층 높아지게 된다.
Abstract
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The purpose of this research is to analyze the failure mechanisms of metals used at high temperature using the superalloy IN718, to develop testing and analysis methods for thermo-mechanical fatigue, and to propose the reliability evaluation model and obtain the reliability database in order to prom
The purpose of this research is to analyze the failure mechanisms of metals used at high temperature using the superalloy IN718, to develop testing and analysis methods for thermo-mechanical fatigue, and to propose the reliability evaluation model and obtain the reliability database in order to promote a more systematic reliability design
1. Design of experimental set-up for tensile, low-cycle fatigue, thermo-mechanical fatigue tests at various temperatures
- establishment of experiments and procedures for tensile, low-cycle fatigue, and thermo-mechanical fatigue at various temperatures
2. Experiments and analysis of tensile and low-cycle fatigue tests at various temperatures
- Performance of tensile tests from room temperature to 900℃
- Obtain material parameters such as Young's modulus, yield strength, ultimate tensile strength, and elongation
- Low-cycle fatigue tests at 327, 627, 900℃
- Analysis of deformation behaviors and hysteresis loops of low-cycle fatigue tests
- Estimation of various parameters for the prediction of fatigue life
3. Experiments and analysis of thermo-mechanical fatigue
- Performance of thermo-mechanical fatigue at 327~627℃
- Analysis of deformation behaviors and hysteresis loops of thermo-mechanical fatigue
- Estimation of various parameters for the prediction of fatigue life
This research will enable reliability design from the design stage. In economical aspects, aerospace, energy, automobiles and ship building industries in which high temperature reliability is important will benefit. In the view of technology, through the advance of reliability evaluation techniques for high temperature structures and improvement of analysis methods for high temperature materials, national technology will be upgraded.
목차 Contents
- 최종보고서 ... 1
- 목 차 ... 2
- Ⅰ. 연구계획 요약문 ... 4
- 1. 한글요약문 ... 4
- Ⅱ. 연구결과 요약문 ... 5
- 1. 한글요약문 ... 5
- 2. 영문요약문 ... 6
- Ⅲ. 연구내용 및 결과 ... 7
- 1. 연구개발과제의개요 ... 7
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 10
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 12
- 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 49
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 50
- 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 51
- 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 55
- 8. 참고문헌 ... 55
- 9. 연구성과 ... 56
- 10. 기타성과 ... 57
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