풍력발전용 볼트 시험평가 시스템 설계/제작
(참여기관 : 한국기계전기전자시험연구원)
시험 표준 조사
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패스너 분양 ISO, KS, 단체 표준
- ISO TC(Technical committee) 2(Fastner)
- KS 표준(패스너 관련) : 112종
* KS B 0233 : 강제볼트작은나사의 기계적 성질
* KS B 1010 : 마찰 접합용 고장력 6각 볼트 6각 너트 평와셔의 세트
* KS B 1016 : 기초볼트
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반복하중 내구성 시험표준
- ASTM E 606 : Strain controlled fatigue testing
- ASTM E 466 : Practice for conducting force controlled constant amplitude axial fatigue tests of metallic materials
- ASTM E 739 : Practice for statistical analysis of linear or linearized stress-life(S-N) and strain-life(e-N) fatigue data
기초 볼트 사양
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인장강도에 따라 3등급으로 분류
- 등급(최소 인장강도) : 4.6(400 MPa), 6.8(600 MPa), 8.8(800/830 MPa)
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사용 용도에 따른 기초볼트 형상(직경, 길이)
[ 용도에 따른 기초볼트 형상(직경, 길이) ]
시험 절차 개발(표준명(가칭) : 볼트 축방향 반복 하중 내구성 시험 방법)
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내구성 전 볼트 항복강도(yield strength) 측정
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계단법(staircase method)을 활용한 단계적 응력-피로 시험
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반복 내구 시험조건 설정
- 하중 파형, 크기, 주기, 하중 비율(force ratio, f min / f max)
- 탄성 구간 내에서 파괴 응력/횟수 기록
- 최초 파괴 응력을 감소시키면서 파괴 회수 기록
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피로한도 도출 : S-N curve 작성
시험 내용
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시료 : M20(STS), L50
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내구성 전 기계적 성질
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볼트 반복하중 시험
* 당해연도에는 반복하중 내구성 전후, 응력 변화 연구
(항복 강도 : 560 Mpa, 항복 하중 : 169 kN)
[ 인장강도 시험결과 및 시험 사진 ]
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시험 결과
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결과 분석
- 내구성 시험에서 시험 하중의 크기가 클수록, 초기 항복강도 대비 응력 변화율은 커질것으로 예상됨
- 적은 시료 개수, 시료간 불균질성 등의 사유로 전체적인 경향을 확인하기는 어려웠음
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