레이저 피닝한 STS304의 특이한 피로 특성 평가

• Published in: 동력시스템공학회지 Vol. 25; no. 3; pp. 38 - 45
• Main Authors: 남기우(Ki-Woo Nam), 팽재은(Jae-Eun Paeng), 구경희(Kyoung-Hee Gu), 손대진(Dai-Jin Son)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국동력기계공학회 01.06.2021
• Subjects: 기타공학; Fatigue; Residual stress; Harmless crack size; Laser peening
• ISSN: 2713-8429; 2713-8437
• DOI: 10.9726/kspse.2021.25.3.038

이 논문에서는 오스테나이트계 STS304 강에 미소 균열이 존재할 경우, 미소 균열 길이에 따르는 하한계응력확대계수 및 피로한도를 평가하였다. 또한 광섬유 전달 레이저 피닝으로 압축잔류응력을 도입하여, 무해화 가능 균열 크기를 평가하였다. 1) 가 작을수록 미소 균열에서 하한계응력확대계수가 급격하게 증가하였고, 균열이 증가함에 따라서 긴 균열의 하한계응력확대계수에 수렴하였다. 2) 에서 표면균열 길이의 피로한도는 깊이보다 빠르게 감소하였다. 그러나 과 에서 균열 깊이의 피로한도가 표면균열보다 약간 빠르게 감소하였다. 즉, 가 작을수록 균열 깊이의 피로한도 감소가 빠르게 나타났다. 3) 본 연구에 적용한 레이저 피닝에 의한 두 방향의 잔류응력을 사용한 무해화 가능 균열 크기()는 방향에서 약 a=1.2 mm, 방향에서 a=1.25 mm이며, 표면균열은 길이에 상관없이 무해화 가능한 것으로 나타났다. This study evaluated the threshold stress intensity factor and fatigue limit according to the microcrack size when microcracks exist in the STS304 steel. In addition, the compressive residual stress was introduced by fiber-delivered laser peening while the harmless crack size was evaluated. The evaluation equation of a new threshold stress intensity factor is proposed that focuses on nonlinear behavior at the fatigue limit, which is substantially lower than the yield stress. This equation was able to evaluate the threshold stress intensity factor and fatigue limit according to the size of the microcrack. The harmless crack size was approximately a=1.2 mm in the residual stress of the x direction and approximately a=1.25 mm in the residual stress of the y direction. KCI Citation Count: 0