카일 측정 제어 M-6000 설비에 의탁하여 고온 합금 피로 균열 확장 난제를 함께 풀다

이 글은 항공우주열단부품의 관건재료인 GH4169 니켈기 고온합금에 대해 고온 (650 ℃) 과 과부하의 결합작용하에서의 피로균열의 확장행위에 대해 체계적인 연구를 전개한다.저자는 카일 측정 제어와 결합한 고정밀 전자기식 듀얼 프리즘 기반의 단일 렌즈 3D 디지털 이미지 관련 시스템을 채택했다동적 역학 실험시스템, 새로운 이미지와 피로 하중의 동시 일치 방법을 개발하고, 증량 다항식과 할선법을 결합한 혼합 전략을 제시하여 피로 균열 확장 속도의 계산 정밀도를 현저하게 향상시켰다.균열 전개비라는 새로운 매개변수를 도입하여 서로 다른 응력비(R=0.1과 R=0.5)의 균열 폐합 효과의 변화 법칙을 체계적으로 분석하였다.

연구 결과에 따르면 낮은 응력비(R=0.1) 조건에서 피로균열 확장속도가 더 높고 과부하로 인한 지연효과가 더 현저하다.균열 폐합 효과는 R = 0.1에서는 분명히 존재하지만 R = 0.5에서는 거의 사라진다.이밖에 단봉과부하가 가해진후 균열페합효과는 초기단계에서 뚜렷이 억제되였지만 균열이 과부하가 유도하는 가소성구역을 통과함에 따라 그 영향은 점차 과부하전 수준으로 회복되였다.

본 연구소가 채용한 고온 피로 테스트 시스템의 전체 배치를 보여주었고, 켈 측정 제어의 전자식 동적 역학 시험 시스템을 핵심 탑재 설비로 하며, 맞춤형 고온 난로 및 이중 프리즘 단일 렌즈 3차원 디지털 영상 수집 장치와 함께 완전한 고온 피로 테스트 플랫폼을 구축하였다.이 시스템은 650 ℃ 의 고온환경에서 피로적재와 전장변형측정의 정확한 동기화를 실현하여 고온에서의 균열확장행위를 연구하는데 믿음직한 실험기초를 제공해주었다.

BSL 3D DIC 시스템을 통해 얻은 컴팩트한 스트레칭 시료 이미지를 보여주며, 시료 표면에 고온에 견디는 무광 화이트 페인트를 도포하여 무작위 산반을 형성하는데, 이 처리는 카일 측정 제어 시험기에서 정확한 하중 제어와 함께 고품질의 DIC 분석 증거를 얻을 수 있도록 보장한다.

응력비 R = 0.1과 R = 0.5에서 카일 측정 제어 시스템을 통해 구현된 고정폭 값 로드와 단봉 과부하 (과부하 비율 1.7) 조건에서의 순환 하중 스펙트럼을 각각 제시했다.하중 제어의 정확성과 안정성은 서로 다른 하중 역사가 균열 확장에 미치는 영향을 연구하는 데 신뢰할 수 있는 보장을 제공한다.

최대 하중에 인접한 세 측정 주기의 균열 경로 이미지를 비교하여 균열 위치의 식별 과정을 보여줍니다.중간 이미지는 현재 주기 균열의 형태이고 상하는 각각 전후 주기의 균열 형태이며 비교를 통해 균열을 정확하게 포지셔닝하여 후속 가상 변위 인신계의 배치에 근거를 제공할 수 있다.

본 연구는 카일 측정 제어 전자식 동적 역학 시험 시스템을 통해 GH4169 니켈기 고온 합금이 650 ℃ 의 고온 조건에서 서로 다른 응력비와 단봉 과부하가 피로의 균열 확장 행위에 미치는 영향 법칙을 깊이 있게 밝혀냈다.실험 데이터의 신뢰성과 정확성은 니켈기 고온 합금의 복무 조건에서의 피로 손상 메커니즘을 이해하는 데 중요한 기술적 뒷받침을 제공한다.