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Journal of mechanical science and technology v.23 no.10, 2009년, pp.2714 - 2721   SCIE 피인용횟수: 2
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Prediction of fretting fatigue behavior under elastic-plastic conditions

Shin, Ki-Su    (Department of Weapon Systems, Korea National Defense University  );
  • 초록

    Fretting fatigue generally leads to the degradation of the fatigue strength of a material due to cyclic micro-slip between two contacting materials. Fretting fatigue is regarded as an important issue in designing aerospace structures. While many studies have evaluated fretting fatigue behavior under elastic deformation conditions, few have focused on fretting fatigue behavior under elastic-plastic deformation conditions, especially the crack orientation and fatigue life prediction for Ti-6Al-4V. The primary goal of this study was to characterize the fretting fatigue crack initiation behavior in the presence of plasticity. Experimental tests were performed using pad configurations involving elastic-plastic deformations. To calculate stress distributions under elastic-plastic fretting fatigue conditions, FEA was also performed. Several parametric approaches were used to predict fretting fatigue life along with stress distribution resulting from FEA. However, those parameters using surface stresses were unable to establish an equivalence between elastic fretting fatigue data and elastic-plastic fretting fatigue data. Based on this observation, the critical distance methods, which are commonly used in notch analysis, were applied to the fretting fatigue problem. In conclusion, the effective strain range method when used in conjunction with the SMSSR parameter showed a good correlation of data points between the pad configurations involving elastic and elastic plastic deformations.


  • 주제어

    Elastic-plastic .   Fretting fatigue .   Finite element analysis .   Critical distance method .   Ti-6Al-4V.  

  • 참고문헌 (9)

    1. Peterson, R. E, Metal Fatigue, McGraw-Hill, New York, USA. (1959) 293-306 
    2. J. A. Araujo, D. Nowell, The effect of rapidly varying contact stress fields on fretting fatigue, International Journal of Fatigue, 24 (2002) 763-775 
    3. Namjoshi, Mall, Jain and Jin, Effects of Process Variables on Fretting Fatigue Crack Initiation in Ti-6Al-4V, The journal of Strain Analysis for Engineering Design, 37 (6) (2002) 535-547 
    4. G. Qylafku, Z. Azari, N. Kadi, M. Gjonaj and G. Pluvinage, Application of a new model proposal for fatigue life prediction on notches and key-seats, International Journal of Fatigue, 21: (1999) 753-760 
    5. Kadi N, Notch effect in high cycle fatigue, NATO Sciences Series II, Kluwer, (2001) 207-220 
    6. C. D. Lykins, S. Mall and V. K. Jain, Combined experimental-numerical investigation of fretting fatigue crack initiation, International Journal of Fatigue, 23 (2001) 703-711 
    7. Neuber, Heinz, Theory of Notch Stresses: Principles for Exact Stress Calculation, Ann Arbor, Michigan: J. W. Edwards (1949) 
    8. Walker K, The effect of stress ration during crack propagation and fatigue for 2024-T3 and 7075-T6 Aluminum Effects of Environment and Complex Load History on Fatigue life, American Society for Testing and Materials, (1970) 1-14 
    9. K. Chan, Y. Lee, Ruiz Program, South West Research Institute, Personal Communication, (1998) 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. Hur, Jang-Wook 2010. "Study on Fatigue Life Estimation for Aircraft Engine Support Structure" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, 34(11): 1667~1674   
    2. 2011. "" International journal of precision engineering and manufacturing, 12(5): 843~848     

 저자의 다른 논문

  • 신기수 (11)

    1. 2008 "SEM/EDS 분석을 통한 수용성 제독제의 오염 항공기 적용 가능성 연구" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SC, 시스템 및 제어 45 (6): 48~54    
    2. 2009 "한국형 전투기 개발을 위한 전투기 임무격렬도 모델 연구" 韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST 12 (2): 248~257    
    3. 2010 "보강재 수리시 리벳 배열이 응력 변화에 미치는 영향 연구" 한국국방경영분석학회지 = Journal of the Military Operations Research Society of Korea 36 (1): 91~102    
    4. 2012 "외부 연료탱크 수평 핀 동적거동이 피로수명에 미치는 영향" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences 40 (3): 209~214    
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    7. 2012 "선수 충돌 상황별 손상거동에 관한 연구" 韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST 15 (3): 266~271    
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