• 제목/요약/키워드: 토우 균열

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필렛용접이음부의 응력집중계수에 관한 연구 (A Study on Stress Concentration Factor at Fillet Welded Joint)

  • 강성원;하우일;신종석;제정신
    • 대한조선학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.1-7
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    • 1996
  • 용접이음부재에서 피로강도에 큰 영향을 미치는 용접부의 응력집중계수를 추정하였다. 여기서는 하중전달형 십자필렛용접이음부를 그 대상으로 하였다. 필렛용접이음부에서 토우파괴를 일으키는 피로균열발생부인 용접토우부의 응력집중계수를 구하기 위해 인장하중하에서 토우부의 적정 요소 크기를 검토하고 여러 파라메타들의 값을 변화시켜 유한요소 응력해석을 수행하였다. 즉 용접토우부의 형상인 토우각 및 곡률반경의 영향과 용입부족부 길이의 변화를 동시에 고려한 응력집중계수를 정량적으로 구하였다. 그리고 그 결과를 이용하여 응력집중계수 추정식을 유도하였다.

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선박의 용접구조 피로시험에 대한 음향방출기법의 적용 연구 (A Study on the Application of Acoustic Emission for the fatigue Test of Ship Welded Structure)

  • 안성찬;김대수;이진희;박진수
    • 비파괴검사학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.220-226
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    • 2003
  • 본 연구에서는 선박 용접구조물의 피로균열 발생 여부와 균열의 진전 상황을 실시간으로 모니터링하기 위한 기초 연구단계로서 선박의 전형적인 용접형태인 필렛용접부(fillet welded joint)의 피로시험에 대한 음향방출(Acoustic Emission, AE)기법의 적용성을 검토하였다. 필렛용접부의 피로시험에서 균열의 발생과 진전, 위치를 검출하기 위하여 AE 카운트(ring down count)와 위치표정(source location)등을 이용하였다. 시험결과 용접 토우(toe)부의 표면균열(surface crack)이 관통균열(through crack)로 발전하기 전까지의 AE 신호는 비교적 미약하게 나타났으나 균열의 발생시점과 위치를 카운트-위치표정으로 어느 정도 추정 가능함을 확인하였다. 표면균열이 브라켓의 두께방향으로 관통한 시점에서는 AE 카운트의 양이 급격히 증가하였으며 카운트-위치표정, 이벤트(event)-위치표정으로 균열의 위치와 발생시점을 명확하게 확인할 수 있었다. 또한 AE 위치표정과 클러스터(cluster) 기능을 이용하여 균열발생 위치 이외의 영역에서 검출된 신호는 잡음에 기인한 것으로 추정할 수 있었다.

필렛용접이음부의 후처리에 따른 피로강도 향상 메커니즘의 연구 (The Study about the Fatigue Strength Improvement Mechanism by the Processing of Fillet Welded Joint)

  • 임청권;박문호;장준호
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제11권3호통권40호
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    • pp.319-327
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    • 1999
  • 본 연구는 필렛용접 이음으로 된 종리브 십자 시험체를 대상으로 용접토우의 후처리에 의한 피로강도 향상의 메커니즘을 밝히고, 적절한 후처리법을 제안하고자 한다. 인장피로시험 결과, 용접 그대로의 시험체 보다는 후처리된 시험체들에서 피로강도 향상이 보였다. 특히, 피로균열 발생수명 $N_c$는 해머피닝(Hammer-Peening)후 그라인더 처리를 한 시험체에서, 그리고 피로균열 진전수명 $N_p$는 해머피닝 시험체 들에서 각각 증가현상을 보였다. 여기서, $N_c$는 용접토우의 기하학적 형상, 즉 응력집중의 완화때문에, 또한 $N_p$는 해머피닝에 의해 표면에 도입된 큰 압축잔류응력이 피로균열의 진전을 억제하고 있기 때문이라고 생각된다.

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응력집중의 영향을 고려한 알루미늄합금 A5083-O의 피로균열전파 특성 예측모델 (A Model Estimating the Fatigue Crack Growth in Aluminum Alloy A5083-O Considering the Effect of Stress Concentration)

  • 조상명;김종호;김영식
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제12권3호
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    • pp.90-100
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    • 1994
  • In this study the fatigue crack growth behavior was investigated for the surface cracks in aluminum alloy A5083-O plate and its weldment. Several kinds of specimens were tested at room temperature. The Eccentric specimens(E1.0, E2.5) subjected to combined stresses(tension+bending) were tested and the welded specimens with weld toes(TOE1, TOE2) were tested in order to verify the method to consider the stress concentration such as weld toe. It was ascertained that the surface crack growth property in the weld toe could be predicted by the corrected Pang's equation proposed in this study.

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필릿 용접이음부의 피로파괴 특성에 관한 연구 (A Study on the Characteristics of Fatigue Failure for Fillet Welded Joint)

  • 강성원;하우일;신종석;장태원;제정신
    • 대한조선학회논문집
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    • 제33권4호
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    • pp.133-141
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    • 1996
  • 하중 전달형 필릿 용접 이음부에서 피로파괴는 용접투우부와 용접루트부로 부터 발생된 피로균열 발생 및 전파의 특성에 지배된다. 또한 그 피로균열의 특성은 필릿의 형상과 응력범위에 따라 큰 영향을 받는다. 본 연구의 목적은 하중 전달형 십자형 필릿 용접 이음부에서 피로하중 작용시 용접토우부에서 파괴하기 이한 용접부의 임계다리길이와 응력범위등을 검토하는 것이다.

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음향방출법을 이용한 굽힘피로 손상된 소켓용접배관의 진단 및 감시 (Diagnosis and Monitoring of Socket Welded Pipe Damaged by Bending Fatigue Using Acoustic Emission Technique)

  • 김정석;오세웅;박익근
    • 비파괴검사학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.323-330
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    • 2008
  • 소구경 배관 소켓 용접부의 고주기 피로특성윽 평가하고 피로 균열의 발생을 음향방출법을 이용하여 실시간 모니터링 하였다. 스테인리스 316L강 시험편은 가스텅스텐아크용접 공정으로 루트부에 결함이 없는 시험편과 용입불량 결함이 있는 시험편으로 준비하였다. 피로파단은 고응력 일때는 토우부, 상대적으로 저응력일 때는 루트부에서 일어났다. 피로시험동안 음향방출 카운트가 급격히 증가하는 시점을 균열의 발생 싸이클 ($N_i$)로 정의하였고 방사선투과법과 전자현미경을 이용하여 피로균열 생성 싸이클 전과 후에서 균열을 확인하였다. 소켓용접배관의 굽힘피로 손상 진단 및 감시를 위해 균열의 존재와 파괴모드 그리고 균열의 발생 싸이클에 관한 연구를 수행하였다.

섬유 플라즈마 처리에 따른 복합재료의 수지 함침성 및 기계적 특성 비교 (Comparison of Resin Impregnation and Mechanical Properties of Composites Based on Fiber Plasma Treatment)

  • 양성백;이동현;이용석;권동준
    • Composites Research
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    • 제36권6호
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    • pp.388-394
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    • 2023
  • 복합재료 제조 시 수지의 함침성을 높이는 것은 제조 공정속도와 제품의 품질을 향상시키는 핵심 방법이다. 수지 개선은 중요하지만, 간단한 섬유 표면 처리로도 수지의 흐름성을 개선할 수 있다. 본 연구에서는 탄소섬유 직물에 다양한 플라즈마 처리 시간을 적용함으로써 수지와 섬유 간의 함침성을 향상하게 하였다. 플라즈마 처리에 따라 변화된 섬유 내 수지의 분산을 평가하기 위해 전기저항 측정법을 사용했다. 섬유 표면처리가 수지 함침성에 미치는 영향을 실시간으로 관찰할 수 있었다. 수지에 탄소섬유 토우를 삽입할 때 토우에 스며든 수지의 양을 측정하여 수지 함침성을 객관적으로 비교하였다. 5분 동안의 플라즈마 처리로 복합재료의 인장과 압축 강도가 50% 이상 향상되었으며, 보이드 함유율을 감소시키고 소화점 임계열류량을 증가시켰다. 마지막으로 건축용 복합재료 부품으로 사용되는 일부분을 활용하여 동적 굴곡피로시험을 실시했고, 3 kN하중 백만 회에도 복합재료 부품은 파손되지 않았다.

잔류응력장을 전파하는 용접 토우부 균열의 전파해석 (Analysis on the Fatigue Crack Propagation of Weld Toe Crack through Residual Stress Field)

  • 김유일;전유철;강중규;한종만;한민구
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제18권5호
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    • pp.33-40
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    • 2000
  • Fatigue crack propagation life of weld toe crack through residual stress field was estimated with Elber's crack concept. Propagation of weld toe crack is heavily influenced by residual stress caused by welding process, so it is essential to take into account the effect of residual stress on the propagation life of weld toe crack. Fatigue crack at transverse and longitudinal weld toe was studied respectively, which represent typical weld joint in ship structure. Numerical and experimental studies are performed for both cases. Residual stress near weldment was estimated through nonlinear thermo-elasto-plastic finite element method, and residual stress intensity factor with Glinka's weight function method. Effective stress intensity factor was calculated with Newman-Forman-de Koning-Henriksen equation which is based on Dugdale strip yield model in estimating crack closure level U at different stress ratio. Calculated crack propagation life coincided well with experimental results.

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용접구조물 요접토우부의 잔류응력이 피로강도에 미치는 영향 평가 (Evaluation of Influence on the Fatigue Strength of Residual Stresses at the Welded Toe of Welded Structure.)

  • 차용훈;김하식;김일수;성백섭
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.7-13
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    • 2001
  • This Study is to investigate the influence of weld residual stresses on the fatigue crack growth behaviors in pressure ves-sel reinforcement. In order to perform this study, the automatically welded specimens are prepared. The material is ASTM A516 grade 60 steel used in pressure vessel mainly. For pad-on-plate of skip welding continuous welding and PWHT specimen, fatigue crack initiation is generally initiat-ed at weld starting and end toe zone, and ruptured at weld starting toe zone, Fatigue life if pad-on-plate continuous speci-men is increased more than that of pad-on-plate skip fillet welding specimene about 85% under low load, about 20% under high load, and decreased than that of two-pad continuous welding specimen about 85%. In da/dN-$\Delta$ Κ curve under low load, pad-on-plate skip fillet welding specimen showed retardation on the initial crack, and the fatigue crack growth rate at the low region of $\Delta$Κ greater specimene E(3.8{\times}10^{-6}$mm/cycle). And the fatigue life of welding specimen was smaller than that of PWHT specimen.

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