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ASTM E647 크랙 성장 da/dN 및 임계값 ΔKth

크랙 성장 곡선의 1구간 및 2구간

ASTM E647에 따른 크랙 성장 da/dN 및 임계값 ΔKth는 일정한 진폭에서 반복 하중으로 측정한 파괴 역학 재료 물성값입니다.

크랙 성장 곡선 1구간 및 2구간 동영상 임계값 ΔKth 크랙 성장 da/dN파리 곡선 소프트웨어 시험기 추가 정보

크랙 성장 곡선

재료의 크랙 성장은 크랙 성장 곡선에 묘사되어 있습니다. 이 곡선은 다음 세 구간으로 나뉩니다.

크랙 성장 곡선의 1구간 및 2구간

임계값 ΔKth 측정을 위한 ASTM E647 표준과 피로 크랙 성장 da/dN은 크랙 성장 곡선의 1구간 및 2구간을 다룹니다. ASTM E647에 따른 크랙 성장은 주로 취성 재료에 대해 측정됩니다. 이때, 임계값 ΔKth(1구간)와 피로 크랙 성장 da/dN(2구간) 사이에 차이가 생깁니다.

ASTM E647에 따른 크랙 성장 시험

ASTM E647에 따른 크랙 성장 시험은 HA 250kN 서보유압 시험기가 사용되는 CT 시편에 대해 수행됩니다. 측정된 물성값은 크랙 성장 da/dN 및 임계값 ΔKth입니다.

ASTM E647에 따른 임계값 ΔKth(1구간)

ASTM E647에 따른 임계값 ΔKth 측정을 위해 시험 초기에 크랙 시작 영역의 하중 이상이 시편에 가해집니다. 하중 증폭을 계속 줄이면 크랙 성장률이 점점 느려집니다. 처음에는 균열 성장이 상당히 빠르다가, 시험 종료에 가까워지면 크랙이 중단되거나 적어도 크랙 속도 da/dN가 하중 변화당 10-7mm에 도달할 때까지 크랙 성장이 계속 느려집니다. 이 지점에 도달하면 ΔKth를 측정할 수 있습니다. 이 방법으로 임계값 ΔKth(1구간)와 파리 곡선(2구간)을 확인할 수 있습니다.

ASTM E647 표준은 다음과 같은 두 가지 임계 측정 방법을 설명합니다.

a) 일정한 응력비 R에서 시험

일정한 응력비를 이용하는 시험법에서는 반복 시험 강도를 줄이기 위해 최대 및 최소 응력 강도를 낮춥니다.

크랙 길이 증가에 따른 하중 감소로 인한 지연 효과를 방지하려면, 증분을 적절히 선택해야 합니다. ASTM E647 표준은 증분과 연속 하강을 모두 허용합니다. 점점 더 낮출 때 힘(P)은 각 증분 내에서 일정합니다. 그러면 하중이 다시 줄어들 때까지 균열이 성장하기 때문에 단기적으로 응력 강도가 증가합니다. 따라서, ASTM E647에 따라 단계 높이가 각각의 더 높은 하중의 10%를 초과하지 않거나, 단계 너비가 최소 0.5mm여야 합니다.

b) 일정한 최대 응력 강도에서 시험

ASTM E647 표준은 R-비율이 일정하게 유지되는 방법 외에 일정한 최대 응력 강도 계수를 이용하는 방법도 허용합니다. 고주기 응력 강도 계수에서 시작하는 이 임계 측정 방법에서 최소 응력 강도는 임계값에 도달할 때까지 계속 증가합니다.

ASTM E647에 따른 크랙 성장 da/dN(2구간)

ASTM E647에 따른 안정적인 크랙 성장 da/dN 측정을 위해 시험 공정 내내 하중 증폭을 유지하면서 Fmax와 Fmin이 일정하게 유지됩니다. 그러면 하중을 지탱하는 단면적이 줄어들어 크랙 단부의 응력 강도가 증가하기 때문에 크랙 전파가 가속화됩니다.

이 조사법은 일반 크랙 성장 곡선(2구간)과 파리 곡선을 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 임계값 ΔKth는 측정할 수 없습니다.

파리 곡선은 무엇입니까?

크랙 성장 곡선의 중앙 구간(2구간)이 파리 곡선으로 지정됩니다.

주기 응력 강도 계수 dK와 관련하여 하중 변화당 크랙 길이의 일정한 증가치(da/dN)가 크랙 성장 곡선으로 지정됩니다. 중앙 구간(2구간)에서 크랙 성장 곡선은 다음과 같은 간단한 파리 법칙 방정식을 이용하여 수학적으로 설명할 수 있습니다.

Da/dN = C*(ΔK)m

이 구간을 파리 곡선이라고도 합니다. 여기에서 크랙이 안정적으로 성장하는 것은 곡선을 대수적으로 표시할 때 기울기가 일정하다는 것을 의미하기 때문입니다.

관련 제품 소프트웨어

ASTM E647에 따라 1구간과 2구간에서 균열 성장을 측정하기 위해 testXpert Research에 특별 시험 프로그램을 사용할 수 있습니다.

이 시험 프로그램으로 사전 크랙 형성 및 크랙 성장 곡선 측정을 수행할 수 있습니다.

다양한 유형의 하중을 사용하면 임계값 ΔKth, 크랙 성장 da/dN, 파리 곡선을 자동으로 측정할 수 있습니다.

관련 제품

정적 시험, 동적 시험, 크랙 생성에 대한 다양한 구동 개념을 지닌 시험기를 크랙 성장 측정에 사용할 수 있습니다.

Vibrophore는 크랙 생성 및 ASTM E647에 따른 시험을 수행하는 데 사용할 수 있습니다. 이 시험장치는 자기장 내 진동으로 설정되어 동적 하중을 생성하는 스프링-질량 시스템을 기반으로 합니다. 통합 전자기계식 구동장치를 통해 정적 예하중이 적용됩니다.

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