Fatigue tests for electrodeposited copper of 12㎛ thickness are performed under
variable loading at three levels of mean stress, two levels of high stress range, two levels
of low stress range and six kinds of stress ratio. Fatigue life and monotonic plastic strain
are obtained respectively. Three levels of mean stress are 190MPa, 200MPa and 210MPa,
high stress ranges are 168MPa and 185MPa, low stress ranges are 120MPa and 140MPa,
and six kinds of stress ratios are 1/100, 1/200, 1/400, 2/200, 2/400 and 4/400. These
fatigue tests are free standing and tension-tension types because thin films can`t sustain
a compressive load. Specimens are fabricated by the etching process. And load-controlled
fatigue tests are performed with 13Hz frequency in ambient environment using the test
machine developed through master course of the author.
This study suggests the concept of variable loading modification factor to consider
stress interaction effects and predicts fatigue life under variable loading. And
consequently conservative predict results are obtained. Almost all of the predicted data
are within the factor of root 2 scatter band, indicating that the prediction results agree
well with the test results.
This procedure is convenient for prediction of fatigue life under variable loading using
the results of constant amplitude fatigue tests.
12 마이크로미터 두깨의 전해 동박막을 대상으로 세 가지의 평균하중, 각각 두 종류의 고하중폭과 저하중폭, 그리고 여섯 종류의 되풀이수비에 대하여 변동하중 피로시험을 수행하였다. 평균하중은 190MPa, 200MPa, 210MPa이고, 고하중폭은 185MPa, 168MPa, 저하중폭은 140MPa, 120MPa이며, 되풀이수비는 각각 1/100, 1/200, 1/400, 2/200, 2/400, 4/400이다. 그리고 시험 수행중에 피로수명과 일방향 소성변형률을 실시간으로 획득하였다. 이 피로 시험들은 프리스탠딩 형태의 시험편을 대상으로 인장-인장 하중 부하 방식으로 진행되었으며 본 연구자가 석사과정을 통해 제작한 수직축타입 동전형 시험기가 하중제어 방식을 통해 사용되었다. 변동하중하에서는 일정진폭 조건에 비해 하중간섭효과 때문에 피로수명이 짧아지게 되는데, 이 연구에서는 2단 되풀이 하중의 하중간섭 영향을 고려하기 위해서 변동하중 수정계수라는 개념을 사용하여 2단 되풀이 하중에 대한 피로수명을 예측하고 있으며 실제 시험결과와 잘 부합하는 좋은 예측결과를 얻었다. 이 결과는 일정진폭 피로시험의 결과만으로 2단 되풀이 변동하중에서의 피로수명을 안전하게 잘 예측할 수 있다는 시사한다.
