• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
• /
• pp.46-46
• /
• 2009

과거 고강도강 용접부에서 발생하는 저온균열은 주로 용접열영향부에서 발생하였는데, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 강재 메이커들은 고강도강의 용접성을 향상시키고자 노력하였다. 이러한 노력의 결과로 TMCP, HSLA 강 등이 개발되었고 이들 강재는 예열온도를 저하시킬 수 있다는 장점 때문에 보편화되어 사용되었다. 이러한 강재는 모재 예열온도를 기준으로 적용하게 되면 용착금속에서 저온균열이 발생하는 경우가 있다. 따라서 이제는 용접재료의 용접성, 즉 용접재료의 저온균열 저항성을 평가 할 수 있는 기법이 요구된다. 본 연구의 목적은 용착금속의 저온균열 저항성을 평가하는 것인데, 저온균열 저항성은 용착금속의 미세조직에 따라 다르게 나타날 수 있다. 용착금속의 합금조성은 기본적으로 용착금속에 요구되는 최저 강도와 충격인성을 만족할 수 있도록 설계한다. 하지만 유사한 강도의 유사한 합금조성이더라도 일부 합금 성분에 의해 용착금속의 미세조직들은 상이하게 나타날 수 있는데, 미세조직 특성에 의하여 용착금속의 강도와 저온인성이 결정된다. 용착금속의 저온균열 저항성을 평가하기위하여 Gapped Bead-on-Groove(G-BOG) 시험에 사용된 모재는 50mm 두께의 mild steel을 사용하였으며, 모재의 희석을 방지하기위해 15mm 깊이로 V-groove 가공 후 buttering 용접 하였다. 용접된 시편은 다시 5mm 깊이로 V-groove로 2차 가공 후 Ar + 20% $Co_2$ gas를 사용하여 용접하였다. 용접재료는 ER-100S-G grade로 비슷한 합금조성을 갖는 2 종류를 사용하였다. A용접재료는 Ti 이 0.1% 함유 되었으며, B용접재료는 Ti 함유되지 않은 것을 사용하였다. 또한 예열 온도에 따라 저온균열 감수성을 평가하기위하여 모재의 예열온도를 각각 상온, $50^{\circ}C,\;75^{\circ}C,\;100^{\circ}C$로 하여 실험을 진행하였다. 용착금속의 미세조직을 확인해본 결과 Ti 함유된 A 용착금속 미세조직은 대부분 침상형페라이트로 나타났으며, Ti 함유되지 않은 B 용착금속 미세조직은 대부분 베이나이트로 나타났다. G-BOG 시험 결과 Ti 함유된 A 시편이 Ti 함유되지 않은 B 시편보다 저온균열 발생량이 적었다. 이는 용착금속의 미세조직분포 및 특성에 따라 저온균열감수성이 다르다는 것을 나타낸다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제32권1호
• /
• pp.79-86
• /
• 2014

The purpose of this study is to determine the proper fillet weld size for the stiffeners on hull bottom plate of crude oil tanker. To achieve it, the effective notch stress and hot spot stress of the fillet weld with leg length specified in the rule were evaluated by using comprehensive FE analyses. Based on the results, the fatigue damages at each location of weld were calculated. Meanwhile the transitional behavior of initial welding distortion in the hull bottom plate under the design conditions was investigated by using a non-linear FEA. Welding distortion and residual stress introduced during fabrication process were considered as initial imperfections. According to FE analysis results, if the fillet leg length satisfies the design criteria of the classification society, the concern on the root failure at the fillet welds in the bottom hull plate during the design life can be negligible. In addition, considering the transitional behavior of the distortion during the service life, the fillet leg length should be minimized.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제24권7호
• /
• pp.1763-1770
• /
• 2000

A finite element interface system for the design of optimal spot welding locations has been developed. In order to find out the optimal locations of spot welding points, iterative finite element an alyses are necessary, and thus automatic generation of finite element model for the structures with spot welded pointsis required. In this interface system, quadrilateral shell elements are automatically generated for finite element analysis of spot welded structured, which employs a domain decomposition methodand adaptive mesh(h-method).

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제16권3호
• /
• pp.141-147
• /
• 1998

Design sensitivity analysis of a vehicle system is an essential tool for design optimization and trade-off studies. Most optimization algorithms require the derivatives of cost and constraint function with respect to design in order to calculate the next improved design. This paper presents an efficient algorithm application for the design sensitivity analysis, using the direct differentiation method. A mounting area of suspension that welded on chassis frame is analyzed to show the validity and the efficiency of the proposed method. A mounting area of suspension that welded on chassis frame is analyzed to show the validity and the efficiency of the proposed method.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제23권4호
• /
• pp.503-514
• /
• 2011

본 연구에서는 콘크리트채움 U형 합성보와 H형강 기둥 십자형 합성접합부의 내진상세를 제시하고, 2개의 실물대 실험체를 설계/제작하여 강구조내진기준의 표준실험절차에 따라 내진성능을 평가하였다. 주요 실험체 구성요소는 춤 450mm(실험체 A) 및 550mm(실험체 B) U형 강재보, 두께 165mm의 골데크플레이트 위에 타설된 콘크리트 바닥슬래브, U형보의 완전합성작용을 하기 위한 전단스터드, 부모멘트 전달을 위한 4개의 주철근 및 H형강 기둥에 정착을 위한 용접커플러 그리고 접합부 보강을 위한 보강판으로 구성된다. 순수 강재 보-기둥 접합부와 상이한 U형 합성접합부의 독특한 특성을 고려하여, 지진하중 하에서 내진성능에 결정적 영향을 미치는 보-기둥 접합부의 용접부 취성파단, 강판의 국부좌굴, 주철근의 휨좌굴, 콘크리트 압괴 등의 한계상태가 적절히 제어되도록 실험체를 설계하였다. 강구조내진기준의 지진하중 가력프로그램에 따른 실험결과, 설계에서 의도한 바와 같이 여러 한계상태가 적절히 제어되어 실험체 A 및 B는 각각 6% 및 6.8% 라디안에 이르는 매우 뛰어난 층간변형능력을 발휘하였다. 이는 특수모멘트골조에 요구되는 4% 라디안 수준을 충분히 상회하는 만족스런 층간변형능력이다. 특히 접합부 강화전략에 의해 제안된 합성접합부 상세는 설계에서 의도한 것과 같이 소성힌지를 보강단부로서 밀어냄으로서 취약할 수 있는 보-기둥 용접접합부를 효과적으로 보호하였다. 실험체 A의 최종 파괴모드는 6.0% 층간변위에서 발생한 보강단부에 인접한 냉간성형 코너부의 점진적 저사이클피로에 의한 하부플랜지의 파단에 의해 발생하였다. 한편, 실험체 B는 8.0%의 높은 수준의 층간변위에서 발생한 볼트이음부 파단에 의해 내력을 상실하였다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제28권5호
• /
• pp.58-63
• /
• 2010

The purpose of this study is to develop improved boom structures with reliable fatigue strength of weldment and lower production cost. For that purpose, multibody dynamic analysis was performed to evaluate forces acting on arm & boom cylinders and joints of boom structure during operation of an excavator for three working postures, then stress analysis was made to investigate stress distribution around diaphragms at the bottom plate of boom structures which was known to be susceptible to fatigue failures of welded joints, and finally boom structure with optimum arrangement of diaphragms was proposed. This work basically consists of the following two parts: part 1 focuses on multibody dynamic analysis of excavators during operation and part 2 includes evaluations of fatigue strength of welded joints for modified boom structures.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제29권4호
• /
• pp.61-66
• /
• 2011

The purpose of this study is to develop improved boom structures with reliable fatigue strength of weldment and lower production cost. For that purpose, multi-body dynamic analysis was performed to evaluate forces acting on arm & boom cylinders and joints of boom structure during operation of an excavator for three working postures, then stress analysis was made to investigate stress distribution around diaphragms at the bottom plate of boom structures which was known to be susceptible to fatigue failures of welded joints, and finally boom structures with optimum arrangement of diaphragms was proposed. This work mainly consists of the following two parts: part 1 focuses on multi-body dynamic analysis of excavators during operation and part 2 includes evaluations of fatigue strength of welded joints for modified boom structures.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제30권9호
• /
• pp.1142-1147
• /
• 2006

A practical method for reducing the number of spot welds in automotive structures considering fatigue crack initiation life is suggested. At first, an influence index for the durability and the fatigue life of a spot weld itself is defined and then taken as the main effect of the DOE analysis. Spot welds that can be removed without serious reduction of durability through numerical experiments are selected by the results of DOE. The proposed method was applied to the shock tower and LCA(lower control arm) structure of a vehicle, which are important components in durability-related point of view.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제10권4호통권37호
• /
• pp.779-788
• /
• 1998

본 논문은 강교량 부재에 번번하게 사용되는 용접상세로 비교적 낮은 피로강도를 보이는 부재에 대해 실험과 해석적 연구를 수행하였다. 측정응력을 고려해보면, 피로균열은 복부에 연결되는 거셋판의 필렛용접 지단부에서 시작하였으며, 용접단면의 기하학적 조건과 불연속성으로 인하여 집중응력이 발생하는 것으로 나타났다. 비드단면의 기하학적 형상을 고려한 FEM 모델의 해석결과와 동일한 위치에서 게이지에 의한 측정응력은 둘다 비슷한 수준의 응력집중이 용접지단부에서 발생하고 있음을 보여주고 있다. 피로실험 결과를 AASHTO와 JSSC의 피로설계기준과 비교한 결과, 80mm와 150mm 부착 시험편 모두에서 AASHTO의 D와 E등급, JSSC의 F와 G등급을 만족하거나 상회하는 것으로 나타났다. 또한, WG1와 WG3 시험편은 AASHTO와 JSSC의 S-N선도 보다 완만한 -0.3의 기울기를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제14권2호
• /
• pp.385-394
• /
• 2002

현재, 국내에서 사용되고 있는 고강도강은 SM570 강재만이 극히 일부분 사용되고 있으며, 그 이상의 고강도강의 사용은 국내의 강교량에는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 국내 장대교량 및 일반교량에서의 고강도강 적용의 활성화를 위해 고강도강재인 SM570 강재와 아직 교량에는 적용된 살계가 없는 POSTEN80 강재를 대상으로 횡방향 맞대기 용접연결부의 피로특성을 분석, 평가하였다. 이를 위해 소형시험편을 제작하여 일정진폭하중하에서의 인장 피로시험을 실시하였으며, 피로균열의 발생 및 진정양상, 기존의 연구결과와 비교, 분석하였다. 또한, 모재의 정적 인장강도와 판두께가 용접연결부의 피로강도에 미치는 영향을 분석하고 피로강도를 평가하므로서 고강도강인 SM570과 POSTEN80 강재의 피로특성과 에 따른 횡방향 맞대기 용접연결부에 대한 피로설계기준 제정을 위한 기초 자료를 제시하였다.