• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.541-548
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• 2009

본 논문은 샤르피 충격실험과 유한요소법를 이용하여 노치위치에 따른 파괴거동과 흡수에너지의 영향을 평가하였다. 본 연구자는 쉴드메탈아크 용접방법으로 두께가 25mm인 압력용기용강(SA-516 Gr. 70)을 용접하였고, 이 용접된 평판으로 샤르피 시편을 제작하였다. 샤르피 충격실험에서는 용접열영향부(HAZ)에서 노치위치가 다른 시편이 사용되었다. 그리고 본 연구자는 유한요소법을 이용하여 샤르피 충격실험에서의 균열진전을 모사하였다. 용접열영향부(HAZ)의 기계적 물성을 유한요소해석에 적용하기 위해 HAZ를 2개 영역, 3개 영역 그리고 4개 영역으로 나누었다. 본 연구결과에서는 샤르피 충격실험의 흡수에너지가 노치위치에 의존적이라는 것을 보여주었다. 또한 샤르피 용접시편에서 신뢰성 있는 유한요소해석 결과를 얻기 위해서는 용접열영향부를 적어도 3개 이상의 영역으로 나누어야 한다는 결과를 얻었다.

• 한국추진공학회지
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• 제5권3호
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• pp.1-9
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• 2001

잠수함용 재료로 개발된 고강도 구조용강의 충격 시험이 수행되었다. 특히 샤르피 충격시험기를 이용하여 저온에서 구조용 강의 충격특성을 평가하였다. 최소흡수에너지, 최대흡수에너지, 연성 취성 천이온도를 결정하기 위하여 hyperbolic tangent curve fitting법을 이용하였다. 시험결과로부터 샤르피 충격에너지와 횡팽창량 사이의 비례 관계식을 산출하였다. 시험온도 변화에 따른 파단면 특성을 평가하기 위하여 SEM을 이용하여 파단면을 관찰하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.483-491
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• 2011

본 연구에서는 구조용강재의 샤르피 충격시험(Charpy Impact Test)을 통해 저온에서의 충격 인성(Impact Toughness) 평가를 실시하여 사용 가능 온도를 파악함으로써 강재의 극한지 적용성을 검토하였다. 본 시험에 사용된 강재는 용접구조용강 중 현재 가장 널리 쓰이는 강종인 SM490B와 TMCP (Thermo-Mechanical Control Process)법에 의해 제조된 고강도 강재인 SM570-TMC이다. 또한, 본 시험결과와의 비교를 위해 남극 세종기지 건설시 사용실적이 있는 일반구조용강인 SS400에 대해서도 시험을 수행하였다. 대부분의 강구조물은 용접에 의해 제작되므로, 강재의 극한지 적용성 검토를 위해 용접시험판을 제작하여 모재(Base Metal), 용접금속(Weld Metal) 및 열양향부(Heat Affected Zone)에 대해서 충격시험을 실시하였다. 단, SS400의 경우에는 용접구조용강재가 아니므로 모재에 대해서 충격시험을 실시하였다. 대상 강재의 샤르피 충격시험을 통해서 저온에서의 충격흡수에너지 값을 구하고 이를 강재의 항복응력에 따른 충격흡수에너지의 기준값과 비교함으로써 강재의 사용온도를 결정하였으며, 이를 통해서 구조용강재의 극한지 적용성을 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.693-700
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• 2012

본 논문에서는 서로 다른 용접방법 및 용접재료를 사용하여 제작한 강구조물 용접부 및 열영향부에 대하여 샤르피 충격시험 (Charpy Impact Test) 및 조직검사를 통한 저온에서의 충격인성 평가를 실시하여, 극지 및 시베리아와 같은 저온환경에 노출된 강구조물 용접 접합부의 충격인성을 확보할 수 있는 용접방안에 대한 연구를 수행하였다. 사용된 용접방법은 강구조물 제작시 널리 쓰이는 SMAW (Shielded Metal Arc Welding)와 FCAW (Flux Cored Arc Welding)이며, 각 용접방법에 따른 저온강용 용접봉을 사용하여 시험판을 제작하였다. 서로 다른 용접방법으로 제작된 시험판의 용접부 및 열영향부에 대하여 샤르피 충격시험을 통한 저온에서의 충격흡수에너지 값과 미세조직 분석을 통하여 용접방법에 따른 구조용강 용접 접합부의 저온 충격인성을 평가하였다. 시험결과 극한지에 강구조물을 적용하기 위해서는 저입열 용접인 SMAW 용접방법 및 그에 따른 저온강용 용접봉을 사용하는 것이 충격인성 확보 측면에서 유리하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제30권1호
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• pp.13-23
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• 2018

단면을 자유롭게 제작할 수 있는 Built-up H형강(BH)의 사용이 점점 증대하고 있다. 본 연구는 BH의 규격화를 위한 기초연구로 SM490, SM520 강재의 항복강도, 인장강도, 연신율, 샤르피 흡수에너지 등의 소재특성을 확인하였다. 또한 single-SAW 및 tandem-SAW를 활용하여 6개의 BH 공시체를 제작하였으며, 공시체에서 매크로시험편, T바 인장실험체를 채취하여 용접성능을 확인하였다. 소재특성시험 결과 국내산 SM490, SM520 강재의 특성은 모두 KS를 만족하였으며, 용접성능실험 결과 BH의 용접부는 충분한 용접성능을 갖추었다고 판단할 수 있다. 따라서 본 연구에서 사용된 국내산 SM490, SM520 강재는 BH의 소재로 적합한 것으로 판단되며, single-SAW, tandem-SAW는 충분한 용접성능을 발휘하는 것으로 사료된다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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• pp.93-96
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• 2003

Laser beam welding process is a relatively new process in comparison with arc welding process, but it is expected to apply widely because of the many advantages, and research and development of that process is being progressed actively for the practical use. the application of this welding process has been restricted due to the high initial investment and the need of precise processing against the material, but cost reduction and thick plate welding in high speed have become practial by recent technological development, and this welding process to not only small parts in automobile, machinery and physicochemical field, but also a large structure and pipe line are being applied. In order to utilize this welding process appropriately to a steel structure, the properties of welding residual stresses and fracture toughness in welded joints are to be investigated for relibilty. On this study, after performing the finite element analysis, thermal and residual stress properties have been examined to the general structural steel (HT50) by laser beam welding. Besides, the property of fracture toughness has been investigated by the Charpy impact test and 3-points bending CTOD test carried out in the range of temperature between $-60^{\circ}C$ and $20^{\circ}C$. From the research results it is revealed that the maximum residual stress appears in the center of plate thickness and the fracture toughness is influenced by strength mis-match.

• 한국해양공학회지
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• 제21권3호
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• pp.71-76
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• 2007

Recently, many industries have been employing the application of laser beam welding, due to the resulting high welding quality, such as smaller width of melting and heat affective zone, smaller welding deformation, and fine grains of weldment, compared to arc welding. However, in order to appropriately utilize this welding process with steel structure, the characteristics of welding residual stresses and fracture toughness in welded joints are to be investigated for reliability. Therefore, in this study, the mechanical properties of weldments by arc and laser welding are investigated using FEM to confirm the weldability of laser welding to the general structural steel (HT50). The Charpy impact test and 3-points bending CTOD test are carried out in the range of temperatures between $-60^{\circ}C\;and\;20^{\circ}C$, in order to understand the effect on the fracture toughness of weldments. From the research results, it has been found that the maximum residual stress appears at the center of plate thickness, and that the fracture toughness is influenced by strength mis-match.

• 한국가스학회지
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• 제19권6호
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• pp.62-66
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• 2015

LNG선이나 해양플랜트 같은 설비나 구조물은 작동 조건을 고려할 때, 특히 부재마다 가지는 고유한 연성 취성천이온도(Ductile to Brittle Transition Temperature, DBTT)를 고려하여 설계되어야 한다. 본 연구에서는 해양플랜트 및 LNG선에 hull plate로 쓰이는 A-grade 연강(mild steel)에 대해 DBTT를 샤르피 V-노치(CVN) 실험을 통해 알아보았고 파괴형상을 통한 파괴거동을 살펴보았다. 그 결과 온도가 감소함에 따라 충격 흡수에너지는 감소함을 보였다. Upper shelf energy region과 lower shelf energy region이 나타나고 그 사이 구간의 천이점을 통해 DBTT가 결정되었다. 파괴형상에서는 upper shelf energy region에서 수많은 딤플이 연성파괴 형상으로 관찰되고 lower shelf energy region에서는 전형적인 취성파단형상이 관찰되었다. 이를 통해 BCC 구조를 가지는 A-grade 연강은 upper shelf energy 구역과 lower shelf energy구역을 보이고 그 사이 구간의 천이점에서 급격하게 온도가 떨어지는 DBTT구간을 뚜렷하게 보이는 특성을 알 수 있었다.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권10호
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• pp.875-883
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• 2010

This study assessed the Charpy impact properties of the heat-affected zones (HAZs) of API X80 linepipe steels containing complex oxides. Three types of steel were fabricated by adding Mg and $O_2$ to form complex oxides and their microstructures and Charpy impact properties were investigated. The number of complex oxides increased with the amount of excess Mg and $O_2$ that was included in the steels. Simulated HAZs containing a number of oxides showed a high volume fraction of acicular ferrite (AF) because the oxides acted as nucleation sites for AF, thereby leading to an improvement in the Charpy impact properties. According to a correlation study between the heat input, the volume fraction of the AF, and the Charpy impact properties, ductile fractures occurred predominantly when the fraction of the AF was 20% or higher; moreover, the Charpy absorbed energy was excellent at more than 100 J. These findings suggest that the improvement of the Charpy impact properties of the HAZs was associated with the active nucleation of AF in the oxide-containing steel HAZs.