Fatigue crack growth tests for 7475-T7351 aluminum alloy are performed under narrow and wide band random loading at various stress ratios and the behavior of crack closure is investigated in detail. In particular, the behavior of crack opening load and the effects of the characteristics and history length of random loading are investigated extensively.
For determination of crack opening load under random loading, new modified ASTM method(n-ext ASTM method) is applied because n-ext ASTM method overcomes two serious drawbacks to the ASTM method, i.e. discontinuity and inconsistency problems.
It is observed that crack opening ratio for random loading is nearly constant and is higher than the value of constant amplitude loading. This implies that the prediction of crack growth under random loading based on the crack opening load obtained from constant amplitude tests is likely to be non-conservative. Significant effects of random spectrum and random loading block length are hardly found.
In order to verify the measured crack opening loads by n-ext ASTM, fatigue crack growth under random loading is predicted using the measured crack opening results based on the crack closure model. All the predicted data are within the factor of 2 scatter band, indicating that the prediction results agree well with the test results.
Based on the characteristic crack closure behavior under random loading that irrespective of random spectrum and random loading block length, the crack opening ratio is almost constant during a random loading, the simple prediction procedure for crack growth under random loading is proposed. This simple prediction procedure may be very useful and convenient for predicting of crack growth under random loading.
다양한 응력비의 협대역과 광대역 랜덤하중하에서 알루미늄 합금 7475-T7351의 피로균열전전 시험을 수행하고 균열닫힘 거동에 대해서 상세히 검토하였다. 특히, 균열열림하중의 거동과 랜덤하중의 특성과 파형길이의 영향에 대해서 집중적으로 검토하였다.
랜덤하중하에서 균열열림하중을 결정하기 위해서, 신 수정 ASTM 방법(n-ext ASTM 방법)을 이용하였으며, 이유는 n-ext ASTM 방법이 ASTM 방법의 두가지 중대한 결점(불연속 및 비일관성 문제)를 해결한 방법이기 때문이다.
랜덤하중하의 균열열림비는 거의 일정하였으며 일정진폭하중의 값보다 큰 것을 확인하였다. 이는 일정진폭하중시험으로 얻어진 균열열림하중을 기초로 하여 랜덤하중하의 균열진전을 예측하면 안전하지 않을 수 있다는 것을 의미한다. 랜덤파형과 파형길이의 영향은 그리 크게 나타나지 않았다. n-ext ASTM 방법에 의해 측정된 균열열림하중을 검증하기 위해서 랜덤하중하의 피로균열진전을 균열닫힘 모델을 기초로 하여 측정된 균열열림하중을 이용하여 예측하였다. 모든 예측결과가 흩어짐계수 2 안에 있어, 예측결과와 시험결과가 잘 일치하고 있음을 나타내었다.
랜덤파형과 랜덤파형 길이에 무관하게 균열열림비가 거의 일정하다는 랜덤하중하의 특징적인 균열닫힘 거동에 기초하여, 랜덤하중하에서 균열진전에 대한 간편한 추정절차를 제안하였다. 이 간편한 추정절차는 랜덤하중하에서 균열진전을 예측하는데 매우 유용하고 편리할 것이다.
