• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.37-42
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• 2010

Plastic region tightening is widely used in critical bolted joints in internal combustion engines in order to reduce the engine weight by maximizing the use of load-carrying capacity of bolt. Mechanical behavior of bolt tightened in plastic region under external axial tensile load is investigated for various friction conditions using three dimensional finite element analysis. The behavior of bolt tightened in elastic region as well as that in tensile test are investigated for comparison. Tightening process is simulated by rotating the bolt in order to examine the friction effect realistically. It is revealed that the bolt tightened in plastic region can carry more external load until the joint is opened, and yields at lower bolt load than the bolt tightened in elastic region. The friction coefficient has effect on the yield load, but not on the load-carrying capacity. Moreover, the scatter in the bolt preload due to friction begins with plastic deformation of bolt in the angle tightening control, whereas it begins with the onset of tightening in the torque tightening control. The observations are interpreted with the residual torsional stress in the bolt generated during the tightening.

• 전산구조공학
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• 제7권3호
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• pp.133-141
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• 1994

강도활용을 극대화한 볼트의 소성역체결시 볼트의 항복은 볼트에 발생한 인장응력과 너트 나사산과의 접촉면에서 오는 마찰토오크에 의한 전단응력과의 조합에 의한 영향을 받는다. 볼트는 최소단면적인 나사부중 너트와 물리지 않은 여우나사부에서 먼저 항복을 일으킨다. 볼트재료는 대체로 항복과 더불어 소성경화를 보이며 그 정도는 고강도재료에서 인장강도의 10%정도이다. 본 연구에서는 소성역체결시의 거동해석을 변형도증분이론에 의거 해석하였다. 항복은 최소단명이 원통의 표면에서 시작되며 이를 두께가 얇은 원통으로 취급하였다. 항복의 전파는 이들 얇은 원통이 체결이 진행됨에 따라 순차적으로 항복에 이르는 것으로 보고 이 얇은 원통들을 항복시키는데 필요한 축력과 토오크를 합하여 체결종료시의 볼트축력과 (나사면마찰) 토오크로 하였다. M10미터 가는 나사를 계산과 실험에 사용하였다. 축력과 마찰토오크의 마찰계수에 대한 변화관계를 보여주는 그래프와 더불어 실험에서 사용한 볼트의 설계보조 선도를 제시하였다. 이 설계보조용 선도는 실험실에서 얻어진 토오크계수와 마찰계수와의 관계를 그린 것으로 윤활, 포면처리등 현장조건에 따라 달라진 마찰계수를 적절히 취급하는데 효과적으로 활용이 가능하다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1994년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.33-37
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• 1994

When a bolt is tightened up to the range of plastic deformation, yielding is governed by the combined stresses due to the axial force developed in the bolt and the frictional torque developed on the thread in contact with the nut. Consideration is taken account of the fact that the unused portion of the thread has least sectional area being subject to initial yielding. Once yielding has taken place some strain hardening effect will result, Incremental stress-strain relations are used to treat the continued yielding, which is equivalent to treat continued yielding as if summing up the effects of thin walled cylinders subject to plastic deformation. M10 bolts of common and fine series thread are used for computational purposes. Variation of axial forces and frictional torques vs. the frictional coefficients tare presented together with other plots showing some characteristics of bolt under plastic deformation.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.126-136
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• 2018

강판 콘크리트 합성보는 2개의 이질 재료를 결합하기 위해 강판, 콘크리트 및 전단 연결재로 구성된다. 일반적으로 강판은 기존의 합성보에 용접하여 조립된다. 본 연구에서는 전단 강도를 줄이고 작업성을 향상시키기 위해 SPC Beam이라 불리는 새로운 강판 콘크리트 합성 보(Beam)를 개발했다. SPC 보는 전단 연결재 없이 절곡된 강판과 콘크리트로 구성된다. 절곡된 강판은 용접 대신 고강도 볼트로 조립된다. 현장 건설의 작업성을 향상시키기 위해 슬래브와 접합부에 모자 모양의 Cap이 부착되어 있다. 변위 제어 모드에서 2점 가력의 단조 하중 시험을 수행했다. 정모멘트와 부모멘트에 대한 시편의 굽힘강도는 소성 응력 분포법에 의해 계산되었다. 수행한 시험 결과에 따르면 새로운 SPC 보의 휨 강도는 완전 합성보의 강도의 80% 이다. Cap의 간격을 조절하여 합성율의 증가가 가능했다. 본 연구에서는 정 부모멘트 역에서의 대표 형상을 대상으로 하였기 때문에, 단면 형상과 Cap을 변수로 추가적인 실험과 해석을 통해 SPC Beam의 성능 검증이 수행될 것이다.