반복굽힘 조건에서 감육 곡관의 피로손상 거동 (Fatigue Failure Behavior of Pipe Bends with Local Wall-Thinning Under Cyclic Bending Condition)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 36권 / 10호 / 1227 ~ 1234페이지
· 저자명 : 윤민수, 김진원, 김종성

초록

본 연구에서는 감육결함이 가공된 실배관 곡관 시편을 대상으로 10 MPa의 내압과 반복 굽힘하중 조건에서 피로 시험을 수행하였다. 시험에는 감육결함이 곡관의 외호부와 내호부에 존재하는 경우를 고려하였으며, 반복 하중으로는 완전 역방향의 변위제어 형태로 작용되는 In-plane 상의 굽힘하중이 고려되었다. 실험 결과, 감육결함이 곡관의 외호부에 존재하는 경우에는 결함부가 아닌 곡관의 측면에서 축방향 균열이 생성되었다. 또한, ASME Sec.Ⅲ의 설계 피로곡선에서 예측된 건전 곡관의 피로수명보다 긴 피로수명을 보였으며, 피로수명이 결함 길이에 크게 영향을 받지 않았다. 반면, 결함이 내호부에 존재하는 곡관은 내호부에서 원주방향 균열이 발생하였으며, 피로수명은 ASME Sec.Ⅲ의 설계 피로곡선에서 예측한 건전 곡관의 피로수명보다 짧은 값을 보였다. 또한, 내호부 감육 곡관의 피로수명은 결함 길이가 감소함에 따라 뚜렷이 감소하였다.

영어초록

In this study, fatigue tests were carried out using real-scale pipe bend specimens with wall-thinning defects under a cyclic bending load together with a constant internal pressure of 10 MPa. The wall-thinning defect was located at the extrados and the intrados of the pipe bend specimens. A fully reversed cyclic in-plane bending displacement was applied to the specimens. For the pipe bends with wall thinning at the extrados, an axial crack occurred at the crown of the pipe bend rather than at the extrados where the defect was located. In addition, the fatigue life was longer than that of a sound pipe bend predicted from the design fatigue curve in ASME Sec.III, and it was less dependent on the axial length of the wall-thinning defect. For the pipe bends with wall thinning at the intrados, a circumferential crack occurred at the intrados. In this case, the fatigue life was much shorter than that of a sound pipe bend predicted from the design fatigue curve, and it clearly decreased with decreasing axial length of the wall-thinning defect.

참고자료

· 없음