• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제12권6호
• /
• pp.701-713
• /
• 2000

본 연구에서는 하중비전달형 필렛용접부를 대상으로 순수휨 상태에서 그라인딩 처리 및 TIG 처리에 따른 피로강도 향상정도 및 피로특성을 정량적으로 평가하기 위해서 일련의 4점 휨실험을 실시하였다. 피로실험결과 그라인딩 처리한 경우와 TIG 처리한 경우 $2{\times}106$회 피로강도가 한등급 향상되는 것을 알 수 있었으며, 국내 외의 피로설계기준에서 규정하고 있는 피로강도등급을 대체로 만족하고 있음을 알 수 있었다. 용접지단부의 기하학적 형상에 대한 매개변수해석결과 하중비전달형 필렛용접부에서 응력집중계수에 영향을 미치는 인자는 곡률반경과 비드접선각도임을 알 수 있었다. 한편 파괴역학적 해석 결과 피로균열 발생초기에는 균열보정계수에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 기하학적 형상 보정계수임을 알 수 있었으며, 상대깊이가 0.4 이상이 되면 기하학적 형상보정계수 보다는 유한판 보정계수가 보다 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 또한 유한요소해석결과로부터 산정한 응력확대계수범위와 피로균열성장속도의 관계식으로부터 하중비전달형 필렛용접부의 피로수명을 비교적 정확하게 산정할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제21권1호
• /
• pp.55-62
• /
• 2009

강교 제작에는 강재 표면의 이물질 제거와 피복방식재료의 부착성 증대를 위하여 블라스트 표면처리가 실시되고 있다. 블라스트 표면처리는 쇼트나 그릿 등의 연마재를 압축공기로 분사하여 강재 표면에 충격을 가하는 표면처리법으로, 블라스트 처리에 의해 표면형상이 개선되고 압축잔류응력이 도입되어 용접이음의 피로수명이 향상될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 하중비전달형 십자필렛 용접이음의 피로실험을 실시하여, 블라스트 표면처리가 용접이음의 피로거동에 미치는 영향을 실험적으로 검토하였다. 피로실험에는 용접 후 무처리 시험편(용접 그대로), 용접 후 블라스트 표면처리 한 시험편과 블라스트 처리 후 열처리에 의해 잔류응력을 제거한 시험편의 합계 3종류의 용접시험편을 대상으로 하였다. 그 결과 블라스트 표면처리에 의해 용접지단부의 곡률반경은 약 29% 증가하였으며, 용접지단부의 인장잔류응력이 제거되고 압축잔류응력이 도입되었다. 그리고 블라스트 처리에 의해 피로수명과 피로한계가 증가하였다. 피로수명은 응력범위가 낮을수록 더 크게 증가하였고, 피로한계는 약 1.5배 증가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.453-461
• /
• 2002

본 연구에서는 고강도 강재인 SM570강재와 POSTEN80강재로 제작된 하중비전달형 십자용접연결부의 피로특성을 평가하는 것으로 대상강재의 피로강도, 피로균열의 발생과 진전, 판두께효과, 정적강도와 피로강도와의 관계를 기존의 연구결과와 비교, 분석하였다. SM570강재와 POSTEN80강재의 피로강도는 설계지침에 제시된 등급보다 높은 것으로 나타났으며 판두께효과 및 일부의 경우에 있어 정적 강도 의존성을 확인하였다.

• 한국안전학회지
• /
• 제25권6호
• /
• pp.161-168
• /
• 2010

A series of fatigue tests have been performed on the non-load carrying fillet welded joints in order to quantitatively assess the fatigue characteristics due to the grindings and TIG(Tungsten Inert Gas) welding treatments. From the results of fatigue tests, it has been shown that the fatigue strengths at $2{\times}106$ load cycles were improved in the case of the grinding sand TIG welding treatments, and we could know that it is satisfying fatigue strength prescribed in fatigue design standard in general. Besides, from the results of fracture mechanics approaches, the geometric shape correction factors were the most dominant factors in the initial fatigue crack growth, but as the fatigue crack develops, the finite plate correction factor were became the most dominant factor, and the fatigue life on non-load carrying fillet welded joints could be relatively exactly estimated by using the relations between fatigue crack growth rate and stress intensity factor obtained from finite element analysis and existing proposed formulae.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제12권5호통권48호
• /
• pp.617-628
• /
• 2000

이 연구에서는 하중비전달형 필렛용접부를 대상으로 순수휨상태에서 TIG 처리에 따른 피로강도 향상정도 및 피로특성을 정량적으로 평가하기 위해서 4점 휨실험을 실시하였다. 피로실험결과 용접후처리를 실시하지 않은 시험체는 국내 외에서 규정하는 피로강도등급을 만족하고 있고 TIG 처리한 시험체는 용접후처리를 실시하지 않은 시험체보다 $2{\times}106$회 피로강도가 상회하는 것을 알 수 있었다. 또한 비치마크실험결과 피로균열은 용접지단부의 비드접선각도 및 곡률반경이 최소로 되는 점에서 다발적으로 발생하며, 반타원형 균열로 성장, 합체되어 파단에 이르는 것을 확인할 수 있었다. 한편 유한요소해석결과 용접지단부의 응력집중계수는 용접지단부의 비드접선각도 및 곡률반경과 밀접한 관계가 있으며, 이 중에서 곡률반경이 용접지단부의 응력집중계수에 보다 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 한편 파괴역학적 해석결과 a/t가 0.4 이하인 경우에 기하학적형상보정계수가 균열보정계수에 가장 지배적인 영향을 미치는 인자임을 알 수 있었다. 또한 유한요소해석결과로부터 산정한 응력확대계수범위와 피로균열성장속도의 관계식으로부터 피로수명을 비교적 정확하게 산정할 수 있었다.

• 한국안전학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.140-145
• /
• 2000

강교량 부재인 십자연결형 접착부를 하중비전달형과 하중전달형으로 각각 제작하여 피로 강도 저감 정도와 응력비 변화에 따른 피로거동을 평가하였다. 또한, 필렛용접 비드의 기하학적 형상에 따른 응력집중을 확인하기 위하여 전산해석을 수행하였다. 피로실험 결과 시험편의 응력비가 피로 강도에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 나타났으며, 하중전달형 시험편과 대부분의 밀착 시험편은 용접지단부에서 균열이 발생하여 모재가 파단됨을 알 수 있었다. 모재가 파단된 십자형 시험편의 피로강도는 ${\Delta}\sigma_c$=63.5 MPa로 하중 비전달형 시험편의 피로강도 ${\Delta}\sigma_c$=83.8 MPa보다 약 24% 작게 나타났다. 본 연구대상 시험편은 도로교 시방서상에 모재단면에 대한 응력으로 피로범주 C등급으로 규정하고 있으므로, 실험결과를 모재단면에 대한 응력으로 피로강도를 환산하면 78.27 MPa로 허용 피로강도보다 작은 것으로 나타났다.

• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.48-55
• /
• 2013

본 연구에서는 피로 손상된 용접이음의 피로수명 향상을 위한 방법으로 햄머피닝 처리법의 적용성을 검토하기 위하여 면외거셋 필렛 용접이음과 하중비전달형 리브 필렛 용접이음의 피로실험을 실시하였다. 본 실험에서는 면외거셋과 리브를 필렛 용접한 후 햄머피닝 처리를 하지 않은 용접그대로의 시험편, 용접후 햄머피닝 처리한 시험편, 그리고 용접그대로 시험편의 피로수명의 50% 시점에 햄머피닝 처리를 한 시험편의 피로실험을 실시하였다. 그리고 햄머피닝 처리에 의한 면외거셋과 리브 용접토우부의 형상 및 표면응력의 변화를 측정하였다. 그 결과, 햄머피닝처리에 의해 30~83MPa의 압축잔류응력이 도입 되었으며, 이로 인하여 강구조물의 제작시 용접후에 햄머피닝 처리를 실시하면 피로수명을 크게 향상 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이를 공용기간이 예상 피로수명의 50% 이하인 강구조물의 용접이음에 적용하여도 최소 1.3배 이상의 피로수명과 피로한계 향상효과를 기대할 수 있음을 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제12권5호통권48호
• /
• pp.463-473
• /
• 2000

이 연구에서는 국내 피로설계규정상의 응력범주 C, D, E 및 E'에 해당하는 표준적인 구조인 십자 연결형, 면외거셋 부착형, 면내거셋 부착형 및 덮개판형을 모형화한 소형 시험편에 대한 피로실험을 실시하여 실험결과에 따라 각 시험편에 해당하는 국내 피로설계규정을 검증하며, 실험결과와 외국의 공개 데이터와의 비교 검토를 통해 국내 제작 강구조상세의 평가기준을 검토하였다. 실험 결과, AASHTO 및 JSSC, Eurocode의 관련 규정 값을 대부분 만족하는 것으로 확인되었다. 그러나, 십자연결형 접착부에 있어 모재가 파단된 하중전달형의 경우는 하중비전달형 보다 피로강도가 작으며, AASHTO 설계기준을 만족시키지 못하므로 설계기준에 대한 재검토가 필요할 것으로 판단된다. 한편, 요접부 길이의 영향은 면외거셋 에서 부착부 길이 80mm 시험편보다 150mm 시험편의 피로강도가 낮게 나타나 용접구조부 길이의 영향이 있음을 확인하였다. 실험결과들을 종합해보면, AASHTO 규정에 입각한 국내 시방서상의 피로규정을 대부분 만족하고 있으나, 보다 세분된 범주로 규정하고 있는 JSSC 및 Eurocode의 설계기준이 본 연구의 실험결과와 비교할 때 보다 합리적인 것으로 생각된다.