[문서 review] <Section1. Introduction> Fatigue evaluation of wing and associated structure on small airplanes, FAA, May 1973

항공기 구조의 피로에 대한 issue에 대해 공부하던 중 오래된 문서이지만 web 상에 공개된 보수적인 방법으로 접근한 신뢰 가능한 문서를 찾았다. 공부한 내용에 대해 review해 보고자 한다.

* 아래 글은 아래의 FAA 문서 링크를 참고하여 작성되었음

문서 링크(출처) : http://www.tc.faa.gov/its/worldpac/techrpt/afs120-73-2.pdf

출처:&nbsp;http://www.tc.faa.gov/its/worldpac/techrpt/afs120-73-2.pdf

1. 문서의 목적

 - Fail-safe와 Safe-life 관점에서 소형 항공기 구조의 피로 평가에 대한 방법에 대하여 다루는데 그 목적이 있음

2. 배경

(1) It should be noted that changes which are minor from a static strength standpoint can have a major effect on fatigue characteristics. 

    정적 강도 관점에서 사소한 변화는 피로 특성에 큰 영향을 미칠 수 있다는 점에 유의해야 한다.

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(2) The criterion for fatigue is the simultaneous action of cyclic stress, tensile stress and plastic strain.

 

    피로의 기준은 주기적인 응력, 인장 응력 및 소성 변형의 동시 작용이다.

(3)The various cumulative damage theories are discussed and presented in their elementary forms in Reference(a) which also explains the technical reasoning and logic behind their formulation.

    다양한 누적 손상 이론은 참고문헌(a)에서 논의되고 기본 형태로 제시되며, 이들의 (수학)공식 뒤에 숨겨진 기술적 추론과 논리를 설명한다.

*참고문헌(a) : "Metal Fatigue, Theory and Design" - Angel F. Madayag, Wiley and Sons, New York

  --> 위 참고문헌에 대하여는 추후 별도 포스팅 예정

(4) The most widely used cumulative damage fatigue theory, is the one developed by Palmgren-Miner hypothesis or Miner's Linear Cumulative Damage Theory which will be used in this reports.

    가장 널리 사용되는 누적 손상 피로 이론은 본 보고서에서 사용될 Palmgren-Miner 가설 또는 Miner's Linear Cumulative Damage Theory에 의해 개발된 이론이다.

    The basic philosophy of Miner's Theory states that the fatigue damage introduced by a given stress level is proportional to the number of applied cycles at that stress level divided by the total number of cycles to failure at the same stress level. This ratio is called a cycle ratio and is used to measure damage.

    Miner 이론의 기본 철학은 주어진 스트레스 수준에 의해 야기되는 피로 손상은 그 스트레스 수준에서 적용된 사이클 수를 동일한 스트레스 수준에서 실패까지의 총 사이클 수로 나눈 값에 비례한다고 명시한다. 이 비율은 사이클 비율이라고 불리며 손상을 측정하는데 사용된다.

    If various levels of stress amplitude are applied, the total damage is the sum of the different cycle ratios. Failure is predicted to occur when the sum of all the cycle ratios equals one. There are three distinct parameters that affect a fatigue damage. 

    다양한 수준의 응력 진폭이 적용되는 경우 총 손상은 다양한 사이클 비율의 합이된다. 모든 주기 비율의 합이 1일 때 고장이 발생할 것으로 예측된다. 피로 손상에 영향을 미치는 세 가지 별개의 매개 변수가 있다.

    These are load application which includes the order and stress levels, the damage caused by a continuous loading at the same level, and the stress concentration present in the structure.

    이 하중 적용들(위에서 언급한 3가지)은:  1)(하중 적용)순서와 응력 수준    2)동일한 수준의 연속 하중에 의한 손상    3)구조물에 존재하는 응력 집중