과하중을 받는 일체형 보강판의 피로균열 성장거동 해석

Abstract

It is well known that tensile peak overloads may significantly delay subsequent constant amplitude fatigue crack growth in many materials. Since real structures are usually subjected to complex load histories, the ability to predict accurate crack growth under realistic service conditions is of major engineering interest. This paper describes experiments on fatigue crack growth in the integrally stiffened panel of 7075-T6 aluminum alloy. The effect of shape parameters and overload positions on the fatigue crack growth behavior of integrally stiffened panels are discussed. Based on the experimental results, the following conclusions have been drawn: the overall fatigue crack growth retardation resulting from single overload in the stiffened panels was generally larger in the larger thickness ratio, although the retardation trends, according to the change in overload positions, were similar to those exhibited in the non-stiffened panels.기계구조물의 위험부위(Critical Location)에 복수하중경로(Multiple Load Path)를 부여하여 하중분산을 유도하는 보강기법은 파괴역학의 발달과 더불어 가장 효과적인 파손-안전 대책으로 인식되어 왔으며, 보강판의 균열거동에 대한 Isida(1970)와 Vlieger(1973), Swift(1994) 등을 비롯한 많은 연구자들의 이론 및 수치해석 결과와 실험해석 결과들이 발표되어 항공기와 선박구조물을 비롯한 박판 구조물의 수명향상과 피로파괴방지에 기여해 왔다(Park et al., 1997).한편, 변동하중(Variable Amplitude Loading)을 받는 기계구조물의 피로균열 성장거동은 현재의 균열길이와 작용하중에만 의존하는 일정 하중 폭(Constant Amplitude Loading) 피로균열거동과는 달리 균열길이와 작용하중 뿐만 아니라 하중이력(Loading History)에도 의존하는 특성을 가지며, 특히 과하중하에서의 균열성장거동은 보강판의 균열문제와 마찬가지로 그 특이한 거동 때문에 관찰 초기부터 균열지연기구(Crack Retardation Mechanism)와 하중상호작용 등에 관한 의문이 파괴역학적인 연구의 관심사가 되어 왔다(Schijve, 1976;