• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.520-526
• /
• 2015

철근 콘크리트 구조에서 철근의 이음은 불가피하게 사용된다. 최근 들어 철근 콘크리트 구조물에 가장 많이 사용되고 있는 철근 이음에는 겹침 이음, 기계 이음, 그리고 용접 접합 등이 있다. 이중에서 저비용, 건설 현장에서의 실용성, 공사 기간 단축 및 고성능 등의 장점으로 인하여 가스 압접 이음의 효용성이 대두되고 있다. 그러나 가스 압접 이음 과정동안 철근이 열을 받게 되고 이는 접합부 주위에 잔류 응력으로 남아 철근의 피로수명에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 가스 압접 접합부의 명확한 잔류 응력 분석과 가스 압접 후 철근의 하중지지 능력을 확인하기 위한 인장 시험이 수행되어야 한다. 이 연구에서는 공용중인 철근(KS D3504 SD400)에 대하여 3차원 해석을 수행하여 연구 결과 잔류 응력은 상대적으로 작기 때문에 철근의 피로 수명에 영향을 미치지 않으며 인장 실험 결과에서도 가스 압접된 철근의 항복강도가 기준항복강도보다 높게 측정되어 하중 저항 능력도 가스 압접 이음부가 연속된 철근으로서의 거동에 충분히 그 성능을 발휘하는 것으로 나타났다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제30권2호
• /
• pp.47-53
• /
• 2012

This paper aimed to study and understand the mechanical phenomena of thermal elasto-plastic behavior on the dissimilar butt joint (Al 6061-T6 and STS304) by TIG assisted Friction Stir Welding. Heat conduction and residual stress analysis is carried out using in-house solver. Two-dimensional results of the heat distribution and residual stresses in dissimilar joint for particular tool geometry and material properties are presented. The predicted stress along longitudinal direction in Al 6061-T6 and STS304 are approximately between 12-15% of their respective yield strengths. A comparison is made between experimentally measured and numerically predicted equivalent residual stress values.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2005년도 추계학술발표대회 개요집
• /
• pp.79-81
• /
• 2005

Bridges constructed recently are preferred to have long spans and simple structure details considering not only the function as bridge but scenic beauty, maintenance, construction term and life cycle cost, etc. Therefore, they require high performance steels like extra-thick plate steels and TMCP steels. A TMCP steel produced by themo-mechanical control process is now spot lighted due to the weldability for less carbon equivalent. It improved at strength and toughness in microstructure. Recently, the SM570-TMC steel which is a high strength TMCP steel whose tensile strength is 600MPa has been developed and applied to steel structures. But, for the application of this steel to steel structures, it is necessary to elucidate not only the material characteristics but also the mechanical characteristic of welded joints. In this study, the characteristics of residual stresses in welded joints of SM570-TMC steel were studied through the three-dimensional thermal elastic-plastic analyses on the basis of mechanical properties at high temperatures obtained from the elevated temperature tensile test.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제38권1호
• /
• pp.99-107
• /
• 2001

어선 제작시 어선의 고속화 및 어로작업 등에 의한 내구성을 향상시키기 위해 선각재질이 가볍고, 강도, 화재 및 해수의 부식 등에 뛰어난 재료의 사용이 요구되어지고 있다. 이러한 어선으로서는 크게 FRP어선과 Al어선으로 대별할 수 있다. 그러나 FRP어선은 가볍고 강도는 우수하나 인화성이 높아서 열에 매우 약하고 선박 제작 과정에 있어 인체에 해로운 유해성분이 발생할 뿐만 아니라, 폐선의 경우 산업폐기물로써 환경 오염에 큰 영향을 미치고 있다. 그런 반면에, Al어선은 FRP어선의 단점을 보완할 수 있는 재료로써, 고강도 및 경량화의 효과를 낼 수 있고, FRP어선보다 인화성이 낮아서 열에 강하고, 내구성이 높아 해수의 부식방지에 뛰어나므로 Al 어선의 개발이 시급한 실정이다. 그러나, 알루미늄 합금은 용접성이 좋지 않고 용접변형 및 균열이 발생하고, 건조 비용이 비싸다는 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 Al 합금 접합시의 문제점 해결방안으로 용접이음부의 새로운 형상을 개발하고 개발한 신형상에 대한 역학적 거동을 규명하고자 하였다. 이를 위해, 먼저 평판 이론을 이용하여 구조부재를 단순화하여 평판, 보강판, 신형상에 대하여 해석함으로써 강도를 비교 검토하고, 이러한 결과를 토대로 자체 개발된 용접열전도 및 용접열응력 수치해석 프로그램을 사용하여 평판과 신형상의 온도분포, 용접잔류응력, 인장, 압축시의 강도를 수치시뮬레이션을 통하여 비교, 검토하였다. 또한, 인장 시험편을 제작하여 실험을 통하여 강도를 비교함으로써 신형상에 대한 적용 가능성 및 역학적 우수성을 입증하고자 하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.165-172
• /
• 2013

발전설비 구조물은 기대 수명동안의 안전성을 확보하기 위하여 정해진 규격에 부합하도록 설계하여 건설된다. 하지만 가동 중 다양한 복합 환경에 노출됨에 따라 구조물을 이루고 있는 재료의 열화 현상이 가속화 되어 예상하지 못한 파손이 발생할 수 있기 때문에, 용접부와 같은 구조물의 취약부에 대하여 기계적 물성을 정확하게 측정하는 기술은 안전과 직결되는 필수적인 연구 분야이다. 인장시험 등의 기존의 역학물성 측정 시험법들은 특정 크기의 시편을 요구하고 파괴적인 시험이기 때문에 가동 중 구조물에 적용하는 것이 불가능하였다. 이러한 한계점을 극복하고자 비파괴적이고 간편한 방법으로 다양한 역학물성 평가가 가능한 연속압입시험법이 각광받는 시험법으로서 연구되고 있다. 본 연구에서는 연속압입시험에서 압입자 하부에 발생하는 응력장 해석을 기반으로 하여 인장물성 및 잔류응력을 평가할 수 있는 최신 기법을 소개한다. 또한, 원전 구조물의 취약부로 알려진 용접부에 대하여 실험을 수행하여 산업상에서 연속압입시험이 건전성 평가에 유용하게 적용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제20권5호
• /
• pp.653-660
• /
• 2007

강바닥판 포장에 사용될 수 있는 특수아스팔트 중의 하나인 구스아스팔트는 $240^{\circ}C$에서 $260^{\circ}C$의 고온 상태에서 시공되기 때문에 강바닥판에 예상하지 못한 열응력 및 열변형을 발생시킬 수 있다. 따라서 구스아스팔트의 타설 중에 강바닥판에 미치는 열영향을 시공조건을 고려하여 사전에 평가하고 그 영향의 최소화를 위해서는 열전달 및 열응력 수치해석을 실시하여야 하지만 구조해석에서 주로 사용되는 평판/보요소의 특성상 3차원 구조해석 모델에서 구현하기가 매우 어렵다. 본 연구에서는 강바닥판 교량의 열영향해석을 위하여 일반적인 구조해석모델에 직접 적용할 수 있는 등가열원(EHS) 산정방법을 제안하였다. 강바닥판 교량의 구스아스팔트에 의한 열영향을 정확히 평가하기 위하여 (1) 기존의 실험결과를 이용하여 열전달해석에 필요한 물리량을 검증하고, (2) 정밀해석을 통해 3차원 교량모델에 적합한 등가열원을 산정하였으며, (3) 이를 해석모델에 적용하여 산정한 등가열원에 의한 수치해석방법의 타당성을 검증하였다. 본 연구에서 제안된 등가열원은 실제 강교량의 3차원 열전달 및 열응력 해석에 즉각 활용될 수 있으며, 등가열원산정기법은 용접잔류응력해석, 교량의 화재 해석 등 열영향을 받는 다른 공학적 해석에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국생산제조학회지
• /
• 제9권5호
• /
• pp.96-104
• /
• 2000

This paper represents to develop a computer software system which is capable to analyze the phase transformation of high strength steel(BV-AH32) and to predict heat transfer and welding residual stress due to phase transformation during Gas Metal Arc(GMA) welding. The developed model was considered temperature dependent properties such as young's modules, coefficient of thermal expansion and yield stress as well as the double ellipsoidal heat distribution by the moving arc. From the results, it was found that the longitudinal and transverse residual stresses calculated by the coupled analysis of heat transfer, residual stress and phase transformation showed good agreement with the experimental data. In addition, the temperature distribution as well as longitudinal and transverse residual stresses of weldment by the 1-pass and 2-pass of welding were also determined.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.872-877
• /
• 2004

Welding residual stresses are the main topics of welding research fields. The residual stresses and distortion of structures by welding exert negative effect on the safety of mechanical structures. That is, expansion of material by high temperature and distortion by cooling during welding process are caused by tensile and compressive residual stresses in welding material, and this residual stresses can induce fracture and fatigue problems of welding structures. The accurate prediction of residual stress and relaxation due to mechanical loading of weld zone is very important to improve the quality of weldment. In this study, a finite element modeling technique is developed to simulate the relaxation of residual stresses due to mechanical loading. The effects of load ratio for static and cyclic loading are evaluated based on analytical results.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
• /
• 한국공작기계학회 1996년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.177-182
• /
• 1996

The objective of this thesis is to investigate the influence of welding residual stresses on the fatigue growth behavior of welding residual stresses on the fatigue growth behavior of cracks located transverse to the weld bead. For this purpose, G.T.A. (Gas Tungsten Arc) welding was performed on the Al. Alloy 1100-0 plate and the same initial crack is made on HAZ(Heat Affected Zone), weld metal and base metal respectively. C.T.(Compact Tension) specimens were used as experimental material. Initial welding residual stresses were measured by using strain gage sectioning method. All specimens were tested under constant amplitude load with stress ratio R=0.1

• 한국해양공학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.33-40
• /
• 1994

Welding of structure produces welding residual stresses which influence buckling strength, brittle fracture strength and cold crack on the weld parts. Therefore, it is very important to accurately analyze the residual stress before welding in order to guarantee the safety of weldment. If the weld length is long enough compared to the thickness and the breadth of plate, thermal and mechanical behaviors in the middle portion of the plate are assumed to be uniform along the thickness direction(z-axis). Thus, the following conditions(so-called plane deformation) can be assumed for the plate except near its end;1) distributions of stress and strain are independent on the z-axis;2) plane normal to z-axis before deformation remains plane during and after deformation. In this paper, plane-deformation thermal elasto-plastic problem is formulated by being based on the finite element method. Moreover special regards and paid to the fact that material properties in elastic and plastic region are temperature-dependence. And the method to solve the plane-deformation thermal elasto-plastic problem is shown by using the incremental technique. From the results of analysis, the characterisics of distribution of welding residual stress and plastic strain with the production mechanism are clarified.