단순전단 시험법 구축 및 바우싱거효과를 고려한 경화거동 예측
Development of Test Method for Simple Shear and Prediction of Hardening Behavior Considering the Bauschinger Effect
- 주제(키워드) 단순전단 , 바우싱거 효과 , 시험법 , Zircaloy-4 판재 , 적정 조임토크 , 등방/운동성경화 조합모델 , 스프링백
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이형일
- 발행년도 2013
- 학위수여년월 2013. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000049485
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약
In this study we establish a process to predict hardening behavior considering the Bauschinger effect for zircaloy-4 sheets used for nuclear fuel spacer grids. When a metal is compressed after tension in forming, the yield strength decreases. For this reason, the Bauschinger effect should be considered in FE simulations of springback. We suggested a suitable specimen size and a method for determining the optimum tightening torque for simple shear tests. Shear stress-strain curves are obtained for five materials (SS400, Al5052, mild steel, zircaloy-4, zirlo). By analyzing the characteristics of stress and strain components using FEA, we developed a method to convert the shear load-displacement curve to the effective stress-strain curve. We simulated the simple shear forward / reverse test using the combined isotropic / kinematic hardening model. We also investigated the change of the load-displacement curve by varying the hardening coefficients. We determined the hardening coefficients so that they follow the hardening behavior of zircaloy-4 in experiments. Using simple shear tests, we can obtain the effective stress-strain curve and predict hardening behavior of various metals considering the Bauschinger effect.
more초록/요약
본 연구에서는 핵연료지지격자 재료 zircaloy-4에 대해 바우싱거 효과를 고려한 경화거동 예측모델을 구축했다. 금속소재 가공에서 인장 후 압축 시 항복응력이 감소한다. 이에 스프링백 해석시 바우싱거 효과를 반드시 고려 해야 한다. simple shear 시험에서 적정 시편크기 및 적정 조임토크에 대한 결정법을 제시했다. 다섯 재료 (SS400, Al5052, mild steel, zircaloy-4, zirlo)에 대한 simple shear 시험을 통해 응력-변형률 곡선을 구했다. 또한 유한요소 해석으로 simple shear 응력 및 변형률 특성을 분석해 simple shear 하중-변위 곡선으로부터 유효응력-변형률 곡선으로 변환하는 과정을 소개했다. 등방 / 운동성경화 조합모델을 활용해 simple shear 순/역방향 시험을 모사했다. 이때 각 경화계수에 따른 하중-변위 곡선변화를 관찰하고, 이를 통해 zircaloy-4에 대한 경화계수를 결정했다. simple shear 시험으로 유효응력-변형률 관계를 도출하고, 바우싱거 효과를 고려한 경화거동을 예측할 수 있다.
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