• Journal of Korean Society of Steel Construction
• /
• v.21 no.3
• /
• pp.331-342
• /
• 2009

A reliability analysis of the fatigue failure of highway steel bridges was performed by applying the Miner's fatigue damage rule for the fatigue design truck proposed for the LRFD code and for the current DB 24 truck. The limit state function for fatigue failure is expressed as a function of various random variables that affect fatigue damage. Among these variables, the statistical parameters for the equivalent moment, the impact factor, and the loadometer were obtained by analyzing recently measured domestic traffic data, and the parameters for the fatigue strength, the girder distribution factor, and the headway factor were obtained from the measured data reported in literature. Based on the reliability analysis, the fatigue truck model for the LRFD code was proposed. After applying the proposed fatigue truck to the LRFD code, 16 composite plate and box girder bridges were designed based on the LRFD method, and the LRFD design results for the fatigue limit state were compared with those by the current KHBDC.

• Journal of the KSME
• /
• v.29 no.2
• /
• pp.118-124
• /
• 1989

피로파괴의 발생원인을 살펴보면 다음과 같이 4가지로 구별된다. (1) 설계불량 (2) 가공불량 (3) 소재불량 (4) 부적절한 사용 그러나 현재 기계설계시 일반적으로 형상계수 및 충격계수를 포함한 안전율을 여유있게 고려하기 때문에 피로강도가 간접적으로 설계시 반영되어 피로파괴는 주로 가공이나 원소재 불량 및 사용상의 부주의에 의한 경우가 대부분이다. 즉 기계가공 도중에 노치가 유입되어 응력집중을 발생시키거나, 규정된 표면처리 혹은 열처리가 이루어지지 못해서 재료의 피로강도가 저하한 경우가 많으며, 소재 역시 비금속 개재물이 다량 함유되어 있거나 열처리 특성이 조악한 소재가 사용되어 요구되는 강도를 확보하지 못한 경우도 많다. 그 반면 사용자 측에서도 설계강도를 무시한 과부하를 인가하거나, 부식환경 혹은 고온에서 사용하여 피로파괴를 촉진시키는 경우도 있으므로 사용자도 설계조건을 인식하여 그 한계를 넘지 않도록 해야 한다. 피로파괴는 단순한 원인에 의한 경우가 적고 복잡한 여러 형상이 중첩되는 경우가 많기 때문에 해석하기 어려운 경우가 많다. 결국 피로 파괴의 방지는 피로강도를 저하시킬 수 있는 요인들을 종합하여 설계단계에서부터 최종 사용단계까지 지속적인 관리에 의해서만 달성 될 수 있다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
• /
• v.9 no.2 s.31
• /
• pp.159-169
• /
• 1997

Recently, due to the increasing overloaded heavy vehicles and traffic volumes fatigue failures of steel highway bridges frequently occur. Therefore, it is important to decide rational fatigue design procedure which can reflect lifetime cumulative fatigue damage reasonably. In this study, cumulative fatigue damages are simulated for various bridge systems and traffic conditions. The AASHTO LRFD fatigue design procedure is reviewed and the current fatigue design loading format, in which a single representative truck is loaded regardless of bridge width, is found to yield inconsistent safety level. Improved loading format with rational design load level for fatigue design is suggested.

• Journal of the KSME
• /
• v.29 no.2
• /
• pp.144-152
• /
• 1989

피로 해석과 관련한 기초적인 사항과 실제 현업에서 해석 혹은 계측을 통하여 피로 수명을 예측 하고자 할 때 고러할 점들과 적용례를 설명하였다. 설계단계에서부터 피로해석이 실용화되고 계측 등을 통한 자료축적으로 높은 신뢰도의 구조물이 설계. 제작되었으면 한다.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
• /
• v.9 no.5
• /
• pp.15-21
• /
• 2009

The design of the stud shear connector of a bridge structure is mostly controlled by the fatigue resistance not by the strength, if it is followed by AASHTO LRFD Bridge Design Specification. This fatigue design code in AASHTO LRFD is based on the research work done by Slutter and Fisher in 1966. These tests seemingly underestimated the fatigue resistance of connectors because of the inherent eccentricity of the one-face test setup which results additional tension forces to the stud. In addition, the stress ranges were not plotted in the log scale, because it was not known at that time that the fatigue resistance of the welded steel structures has a linear relationship of log scales of stress range and number of loading cycles. This study evaluates the test data produced by the Slutter and Fischer, and plot the data on the proper manner. The fatigue push-out test data produced recently by many other researches all around the world are gathered and analyzed, furthermore a design curve is recommended.

• Journal of the KSME
• /
• v.18 no.1
• /
• pp.34-41
• /
• 1978

일반적으로 피로파괴의 사고원인으로는 무적합한 설계재질의 불량, 공작 및 기계조작의 미스등이 있다. 어떤 기계에 대한 파괴원인규명이 확실할 경우에는 그 대책도 쉽게 강구되지만, 원인규명이 불확실한 경우에는 매우 어렵게 된다. 만일 어떤 기계에 대하여 사고의 원인이 될만한 제인자들 에 대한 보완이 잘되어 있다고 하더라도 파괴가 일어 났다고 하자, 그러면 설계자는 안전설계를 하였는가또는 파괴에 대한 대책을 어떻게 강구하는게 좋을 것인가 하는 문제로서 고심하게 된다. 이러한 경우, 먼저 생각할 수 있는 것은 사용재료의 선택 및 가공 또는 열처리가 제대로 되었다 고 하더라도 피로강도에는 Scattering현상이 발생한다는 것을 고려하는 것이 좋겠다. 이러한 경우 설계자는 Scattering을 충분히 고려하여 파괴가 일어나지 않는 설계를 할 필요가 있고, 설계개선 에 따라서 미지의 Scattering을 보완할 수 있는 문제를 생각할 수 있어야 할 것이다. 그렇기 때 문에 설계자는 특히 피로강도에 관한 충분한 지식을 가지고 강도에 대한 Scattering에 대해서도 경험을 쌓고 새로운 자료 에 관심을 기울려 피로파괴방지에 노력하는 것이 좋을 것이다. 따라서 본 원고에서는 독자 제현께서 이미 알고 있으리라 믿어지는 내용을 간추려 보기로 하였고, 내용 별로 는 (1) 설계의 본찰, (2) 재료의 선택과 열처리, (3) 피로지동에 영향을 주는 열처리의 제인 지, (4) 피로파괴와 설계, (5) 안전설계, (6) 신뢰성과 안전성등에 대하여 기술하여 보겠다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
• /
• v.7 no.3
• /
• pp.241-249
• /
• 2003

The service life of steel bridges can be assured only when their strength, serviceability and fatigue safety are fulfilled. However, at the present time, the continuous research for fatigue of steel bridges is desperately required since not much research work has been done so far. In this study, a guideline on the fatigue design is suggested for the practical purpose in order to establish the long-term safety of steel bridges against fatigue. The continuous steel truss bridge was analyzed for the cumulative reversals of the actual traffic, stress ranges and fatigue strength. From the results, the domestic fatigue design procedure was found to be fairly overestimated in comparison to the design code of other foreign countries. Therefore, it is necessary to review the current fatigue design specifications and have the new and rationalized design criteria in the future domestic fatigue design guidance.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
• /
• v.12 no.5
• /
• pp.2-9
• /
• 1990

여기서 논의될 사항들은 피로설계과정과 설계를 위한 최신 피로해석의 기초 및 철합금의 피로제어에 대한 것들이다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
• /
• v.19 no.2
• /
• pp.211-221
• /
• 2007

A structural reliability analysis of fatigue truck model for fatigue failure of highway steel bridges was performed by applying the Miner's fatigue damage rule expressed as a function of various random variables affecting fatigue damage. Among the variables, the statistical parameters for equivalent moment, impact factor, and loadometer were obtained by analyzing recently measured domestic traffic data, whereas the parameters on fatigue strength, girder distribution factor, and headway factor of the measured data available in the literature were used. The effects of various fatigue truck models, fatigue life, ADTT, fatigue detail category, loadometer, and gross vehicle weight of fatigue truck on the reliability index of fatigue damage were analyzed. It is expected that the analytical results presented herein can be used as a basic background material in the calibration of both fatigue design truck and fatigue load factor of LRFD specification.

• Journal of the KSME
• /
• v.16 no.4
• /
• pp.41-48
• /
• 1976

재료의 피로문제에 대해서는 꽤 오래 전부터 많은 연구가 이루어져왔고, 피로의 현상파악에서부 터 피로이론의 구명, 나아가서는 실제문제로서의 피로설계, 피로수명예측 등에 기여한 업적은 아 주 크다 하겠다. 그러나 종래의 피로문제연구의 방향이, S-N 곡선에서 얻어지는 피로한계강도 (더 정확한 표현으론 피로파괴한계강동)에 바탕을 두고, 정력확적인 설계관례인 안전계수의 도입 을 빌려, 피로강도를 실용화할려는 선에서 이루어져 왔다고 보겠다. 재료의 피로한계강도란, 그 정의로 미루어, 다분히 정적으로는 극한강도 또는 피로강도의 개념에 견주어 질 수 있는 공칭응 력으로써 탄성학적으로 해석될 수도 없고, 다만 탄역성이론의 개념을 바탕으로 근사해석례만이 허용되고 있을 뿐이다. 재료에는 소위 평활재이건 절결재이건 간에 또 검출여부에 관계없이, 내외 부에 대소각종의 결함이나 역학적 불연속부가 잠재해있음은 이미 공지의 사실이며, 이들 결합, 불 연속부등이 외하중하에서 응분의 응력집중원이 되어 재료를 전반적인 파괴로 몰고 갈 수 있다 함 도, 또한 이러한 역학적거동이 피로파괴에 까지 확장해석될 수 있을 것이란 것도 이미 잘 알려져 있는 터이라 하겠다. 재료내외부의 제결합을 응력집중이 극대인 crack로 대체해서 외하중하에서 의 응력장거동을 해석한 선형탄성파괴역학(LEFM)은, 바로 이러한 실제재료의 강도설계에 보다 큰 정확성을 부여한 방법론적 학문이라 하겠고, 나아가서는 재료의 파괴기구를 파헤치는데 진일 보적인 역학적인 수법이라 하겠다. 취성파괴, 연성파괴에 바탕을 둔 파괴역학(LEFM)을 피로파괴 에 적용시키는 데는 상당한 문제점들을 수반할 것임은 충분히 인지되나, 제한된 경계조건하에서 의 적용 예는 종래의 어떤 방법에 의한 것 보다도 피로강도설계, 안전사용 피로수명예측 등에 획기적인 진전을 보여주고 있다. 파괴역학은 crack 재의 강도학이고, 더 구체적으로 음력학대계수 (stress intensity factor) K 또는 이와 연연되는 parameter 인 strain energy release rate(G), crack-tip plactic zone size r$_{p}$,.rho., crack-tip opening displacement .phi., strain intensity 등을 쓰는 재료강도학이기 때문에, 이 수법을 피로파괴에 적용시킴은, 종래의 공칭응력으로 피로 문제를 다루던 방법과는 판이하다 하겠다. 본고에선 파괴역학의 관점에서 피로구열의 안정성장을 논하고, 과거 10여년간의 피로 crack문제에 대한 연구방법, 실험방법 등을 소개하는 방향으로 고 를 진행시켜 나가겠다.