An Estimation of the Fatigue Behavior on the Cruciform Type Specimen by Variation of the Stress Ratio

응력비 변화에 따른 십자형 접합부의 피로거동 평가

This paper was composed with fatigue test of the cruciform specimens, as load carrying and non-load carrying type. It also has performed computational analyses for geometric condition of the fillet welding bead. As test results, the effect of stress ratio in the specimen was insignificant. Stress ranges were varied with R=0.1~0.2. The fatigue cracks that were found in the load carrying type specimens and most specimens welded with contact were developed at the end of welds. The fatigue strength of specimen that have fractured in maternal plate was found about ${\Delta}\sigma_c$=63.5MPa. It's about 24% less than that of the non-load carrying type specimens having about ${\Delta}\sigma_c$=83.8MPa. A category of the Fatigue design specifications which provide for cruciform details was defined grade C as a stress of the maternal member. And then, the fatigue strength to be transformed into the maternal stress was found about 78.27 MPa, it tends to be less than that of allowable fatigue strength.

강교량 부재인 십자연결형 접착부를 하중비전달형과 하중전달형으로 각각 제작하여 피로 강도 저감 정도와 응력비 변화에 따른 피로거동을 평가하였다. 또한, 필렛용접 비드의 기하학적 형상에 따른 응력집중을 확인하기 위하여 전산해석을 수행하였다. 피로실험 결과 시험편의 응력비가 피로 강도에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 나타났으며, 하중전달형 시험편과 대부분의 밀착 시험편은 용접지단부에서 균열이 발생하여 모재가 파단됨을 알 수 있었다. 모재가 파단된 십자형 시험편의 피로강도는 ${\Delta}\sigma_c$=63.5 MPa로 하중 비전달형 시험편의 피로강도 ${\Delta}\sigma_c$=83.8 MPa보다 약 24% 작게 나타났다. 본 연구대상 시험편은 도로교 시방서상에 모재단면에 대한 응력으로 피로범주 C등급으로 규정하고 있으므로, 실험결과를 모재단면에 대한 응력으로 피로강도를 환산하면 78.27 MPa로 허용 피로강도보다 작은 것으로 나타났다.