Abstract
High-strength steel has replaced mild steel as the material of choice for truck decks or frames, owing to the growing demand for lightweight vehicles. Although studies on the weld fatigue characteristics of mild steel are available, studies on high-strength steels have been seldom conducted. In this study, firstly, we surveyed a chosen number of approaches and selected the Radaj method, which uses the notch factor approach, as the one suitable for evaluating the fatigue life of commercial vehicles. Secondly, we obtained the S-N curves of HARDOX and ATOS60 steel welds, and the F-N curves of the T-weld and overlapped-weld structures. Thirdly, we acquired a general S-N curve of welded structures made of high-strength steel from the F-N curve, using the notch factor approach. Fourthly, we extracted the weld fatigue characteristics of high-strength steel and incorporated the results in the database of a commercial fatigue program. Finally, we compared the results of the fatigue test and the CAE prediction of the example case, which demonstrated sufficiently good agreement.
차량 경량화가 진행되고 있는 요즈음 상용차의 프레임이나 데크를 일반강에서 고장력강으로 대체하고 있는 상황이다. 일반강의 용접부 내구 특성에 대한 연구는 지금까지 많이 이루어졌으나 고장력강 용접부에 대한 연구는 거의 진행되지 않았다. 본 연구에선 첫째, 상용차량에 적합한 용접부 내구를 예측 기법을 찾기 위해 다수의 접근법을 검토해 보았으며 노치계수 접근법인 Radaj 방법을 선택하였다. 둘째, 오버랩 조인트와 T 조인트 용접시편을 이용한 내구시험을 통해서 F-N 선도를 얻었으며, 이 값을 활용하여 HARDOX, ATOS60 재질에 대한 S-N 선도를 추출할 수 있었다. 셋째, 노치계수 접근법을 사용하여 시편 시험으로 얻어진 F-N 선도를 활용하여 고장력강 용접부의 일반적인 S-N 선도를 구할 수 있었다. 넷째, 연구를 통해 얻어진 고장력강 용접부의 내구특성을 상용내구해석 프로그램에 적용하였다. 마지막으로 해석사례를 통해 시험과 해석결과를 비교하였으며, 신뢰할만한 결과를 얻을 수 있었다.