도시철도 차량 차륜재의 다축 피로강도 평가
Evaluation of Multiaxial Fatigue Strength of a Urban Railway Wheel Steel
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초록
본 연구는 도시철도에서 운영하고 있는 차량의 차륜재에서 일축 시험편과 이축 비틀림 시험편을 피로 및 인장 시험을 수행하였다. 이를 통하여 다축응력상태에서의 피로수명을 평가하는데 필요한 재료 물성치를 평가하였다. 인장실험 결과 최대 인장강도 및 항복강도는 각각 1027.7 MPa , 626.7 MPa이며 연실율은 40.4%로 나타나 인장 및 항복강도 측면에서 고속 차륜재와 유사하며 연신율은 약 2.5배 우수한 것으로 나타났다. 일축 피로 한도는 422.5 MPa로 인장강도 대비 67%로 나타났으며 이축 비틀림 피로한도 대비 일축 피로한도의 비 τe /σe는 0.63으로 통상적인 연성재에 해당하는 값인 0.6에 근접한다.
Abstract
Uniaxial and biaxial torsional fatigue tests were conducted on the samples extracted from urban railway wheel steel. Ultimate and yield strengths of the steel were 1027.7 MPa and 626 MPa. respectively. The uniaxial fatigue limit was 422.5 MPa, corresponding 67% of the ultimate tensile strength. The ratio of was 0.63. Fatigue strength coefficient and exponent were 1319.5 MPa and 0.339, respectively. Maximum principal and equivalent strain were found to be adequate parameter to predict fatigue lifetime of the steel under multiaixal condition.
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