노치 반경과 시편 두께가 Al6061-T6 평판 시편의 인장 강도에 미치는 효과

Abstract

노치와 두께는 시편의 강도에 영향을 주는 2 개의 중요한 인자이다(1-3). 본 연구에서는 응력삼축도를 통해서 노치 반경과 시편 두께가 Al6061-T6 평판 시편의 강도에 미치는 영향을 규명하였다. 시편 표피와 내부의 응력상태를 유한요소법 (FEM)을 통해서 계산하였다. Un-notched 시편에서는 공칭인장강도가 시편 두께가 커짐에 따라 감소하였다. Large-notched 시편에서는 노치 강도비가 시편 두께가 커짐에 따라 감소하였는데 small-notched 시편에서는 증가하였다. Large-notched 시편의 경우, 최대응력삼축도가 중심에 약 0.34 인 낮은 수준으로 시편 강도에 별로 영향을 주지 않았다. Small-notched 시편의 경우, 노치 팁 근처의 내부 위치에서 최대응력삼축도가 시편의 두께가 커짐에 따라 증가(0.54-0.73)하였다. 노치강도비가 삼축인장응력의 증가에 따라 크게 증가하였다.

Notch radius and specimen thickness are two important variables affecting the tensile strength in metal specimens (1-3). In this study, tensile strength of Al6061-T6 plate specimens was clarified on the basis of stress triaixality according to the specimen geometry. The stress state at the skin and in the internal region were calculated by using FEM. Nominal tensile strength of un-notched specimens decreased with an increase in the thickness. Notch strength ratio of large-notched specimens decreased with an increase in the thickness, while that of small-notched specimens significantly increased. For large-notched specimens, the maximum stress triaixality showed a low value of about 0.34 at the center and hardly affected the tensile strength. However, for small-notched specimen, the maximum stress triaxiality increased to a high level of 0.54-0.73 at the internal site near the notch tip with an increase in the thickness. The notch strength ratio significantly increased with the increasing triaxial tensile stress.