• 대한토목학회논문집
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• 제29권4A호
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• pp.291-297
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• 2009

실험을 통해 고장력 볼트의 릴렉세이션를 측정하였다. 종류와 표면 처리가 다른 볼트를 사용하여 체결길이가 서로 다른 블록형태와 겹침이음형태의 시험체를 조립하였다. 항온항습실에서 시간 경과에 따라 볼트에 도입된 축력을 변형률 게이지를 통하여 측정하였다. 볼트축력의 감소율은 모든 시험체에서 10% 미만으로 나타났다. 결합 형태, 볼트종류, 체결길이 그리고 볼트의 표면 처리가 서로 다른 여러 경우에 대해 실험결과를 이 연구에서 제안한 릴렉세이션 추정 모델을 이용하여 비교, 검토하였다. 제안한 모델은 여러 경우에 대한 실험 결과와 모두 합리적으로 잘 합치하고 있다. F13T와 F10T 볼트사이에 차이점을 발견할 수 없으나 다크로 볼트의 최종 체결력 감소율은 일반 볼트보다 30% 정도 높으며, 또한 전체적으로 볼트 체결길이가 짧아짐에 따라, 전단면의 수가 증가함에 따라 높아지는 경향을 보여주고 있다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.8-15
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• 2012

고력볼트의 초기 체결력은 미끄럼표면조건에 따라, 일정시간이 경과될 때까지, 축력저하가 발생한다. 이 연구는 미끄럼접합부 표면에 도장이 되어있는 경우, 도장의 크리프현상에 따른 축력저하에 관한 예측 모델을 찾는 것이다. 이 실험연구 범위는 무기질 아연 프라이머로 도포된 볼트접합부의 장기축력저하에 한정한다. 실험에 적용된 볼트종류는 다크로 도포된 토크쉬어 볼트이다. 대상 표면의 도막 두께는 각각 96, 168, $226{\mu}m$ 이었다. 도막두께가 증가될수록, 초기 체결이후 축력이완율은 도막의 크리프 때문에 10%에서 18%로 증가되었다. 장기축력예측을 위한 정량적인 모델은 도막두께에 따른 크리프 스트레인과 경과된 시간사이에 회귀분석 결과로 얻어진다. 이 실험연구를 통해 미끄럼표면 도막의 크리프 거동특성을 알 수 있다면, 일정시간 경과후 고력볼트 체결력은 초기 체결력으로부터 구할 수 있다. 본 실험결과를 근거로 각 도막두께에 대한 장기축력이완이후의 고력볼트 체결력에 관한 정량적인 수식을 제안하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권6호
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• pp.68-75
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• 2017

본 연구에서는 우주산업용 볼트토크 계산법을 비교검토하고 실험적으로 검증한다. 현재 미국항공우주국, 유럽항공우주국, 미국국방규격 등에서는 고유의 볼트토크 산정을 위한 기준을 제안하고 있으나 이 기준들이 약간씩 달라 사용자의 높은 이해를 요구하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 널리 쓰이는 볼트토크 계산식 중 대표적인 식들을 선정하고 볼트토크 예측값 비교 및 체결축력시험을 통해서 예측값을 검증하였다. 아울러 취급 및 재체결작업에 의한 체결축력의 변화도 살펴보았다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.399-407
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• 2008

건축공사 표준시방서에서 규정하는 TS고력볼트는 KS B 2819에 따라 토크관리법에 의한 체결한다. TS고력볼트는 핀 테일이 파단되면 적정축력이 도입되는 것으로 알려져 있지만, 실제로는 온도조건에 따라 토크계수가 변하고 도입축력도 설계기준에 미치지 못하는 경우가 발생한다. 본 논문에서는 현장 온도조건이 볼트의 토크계수 및 도입축력의 영향을 평가하기 위해 ${-10^{\circ}C{\sim}50^{\circ}C}$ 범위에서 3 종류의 고력 볼트에 대해 도입축력, 토크계수, 너트회전각을 실험적으로 비교 분석하였다. 실험결과 TS고력볼트의 경우 핀 테일이 파단될 때 모든 온도조건에서 설계볼트장력과 표준볼트장력을 상회하는 도입축력을 나타냈으며 ${-10^{\circ}C}$에서 ${50^{\circ}C}$까지 온도 상승함에 따라 핀 테일 파단시점의 볼트에 도입되는 평균축력은 20kN 증가되었다. 아연피막 처리한 일반육각형 고력볼트의 경우, $0^{\circ}C$, $20^{\circ}C$, $50^{\circ}C$조건, 토크계수 0.13과 토크 ${462N{\cdot}m} $에서 표준볼트축력을 상회하였지만, 도입축력의 일정한 경향을 찾을 수 없었으며 온도변수 별 평균 도입축력 차는 최대 50kN이었다. 일반 육각고력볼트의 경우, 온도상승에 따라 평균 도입축력도 상승되는 추세였으며 토크 ${462N{\cdot}m} $ 일때 온도변수별 볼트의 도입축력은 최대 33kN 차이를 보였다. 또한, TS볼트를 제외한 육각볼트 종류 군에 대해서는 너트회전각 ${90^{\circ}}$ 경우의 도입축력은 설계볼트장력에 미치지 못했다. 따라서, 기존 너트회전각 ${120^{\circ}{\pm}30^{\circ}}$의 하한치 ${-30^{\circ}}$에 대한 재평가를 고려해 볼 필요가 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.43-53
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• 2008

현재 국내에서 현장 체결공법으로 채용하고 있는 토크관리법은 토크계수를 근거로 해서 간접적으로 도입축력을 제어하는 방법이기 때문에 현장에서의 토크계수 관리가 상당히 중요하다. 따라서 본 연구에서는 현장 시공시 볼트보관방법 및 현장관리에서 일반적으로 발생할 수 있는 주요 환경 요인 중 수분 침투, 녹 발생, 외기노출, 와셔의 오용 등 다양한 실험변수로 계획하여 토크계수의 변화에 따른 도입축력의 차이를 확인하기 위하여 실험을 수행했다. 실험에 사용된 볼트는 육각 고력볼트, TS 고력볼트, 아연피막처리 육각 고력볼트, ASTM A490 고력볼트로서 4종류로 구분하여 수행되었고, 각 볼트별로 시공환경에 따른 체결특성을 비교 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.293-300
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• 2013

본 논문에서는 앵커볼트의 체결력을 고려한 유한요소 모델을 제안함으로써 앵커볼트로 연결된 부재의 해석적 평가방법을 제안하였다. LS-DYNA를 사용한 유한요소 모델링은 복잡한 3차원 상세모델보다는 단순화된 앵커모델들을 적용함으로써 해석 효율성을 고려하였다. 앵커볼트는 Beam 혹은 Solid 요소로 토크 조임에 따른 앵커볼트 긴장상태를 반영하였고, 토크 조임에 따른 체결력을 고려하기 위해 너트면에 압축력을 도입하거나 너트를 Shell 혹은 Solid로 고려하여 작용 토크값으로 산정되는 체결력과 등가의 하중을 도입하였다. 외력 작용 시 체결력과 마찰력에 의한 앵커볼트의 하중전달은 nodal rigid 혹은 contact 조건으로 고려하였다. 체결력을 고려한 세 종류의 앵커모델을 적용한 해석결과, Model I과 Model III는 볼트 축력과 전단력이 매우 유사한 값으로 계산되었고, Model II의 경우, 볼트 축력과 전단력이 다소 과소평가되는 것으로 나타났다. Model I은 다른 두 모델에 비해 수치해석적으로 효율적인 것으로 분석되었다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제11권2호
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• pp.48-55
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• 2012

Clamping force of a high strength bolt is reduced by a certain period of time after the initial set-up. In case of special treatments on faying surfaces such as protective coating, clamping force is relaxed more severely. Tests for slip critical joints subject to various faying surface parameters were conducted. Five different surface treatments were tested including mill scale surface, blast surface, rust surface and coated surfaces. Each specimen was composed of F10T M20 of high strength bolts and steel plates. Based on the result of slip coefficient test, blast treatment surface showed 0.59, rust treatment surface showed 0.54 and inorganic zinc treatment surface exhibited 0.44. Clean mill treatment surface and red lead paint treatment surface were 0.23, 0.21 respectively. It is identified that the slip coefficient in Korean structural design guide should be determined for various surface conditions. Subsequently from long term relaxation test of ASTM A 490 high strength bolts, relaxation of no-coated surfaces such as blast, clean mill, rust treatment, the loss of initial clamping load was 10.5%, 13.6% and 7.9% for 1,000 hours, while the loss of initial clamping force was reached as 15.0%, 18.7% more than the required redundancy 10% in case of inorganic zinc and red lead painted treatment. It is required that the limit of relaxation on coated faying surface should be established separately for various surfaces.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권2호통권45호
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• pp.177-185
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• 2000

본 논문에서는 대기 중에 폭로한 내후성강재의 고장력볼트 마찰이음부 미끄럼계수 평가를 위한 실험연구를 수행하였다. 표면 상태는 흑피 부착된 시험체와 숏브라스트로 흑피를 제거한 시험체를 각각 3개월 및 6개월 폭로한 후 수동솔질, 전동솔질 및 청소하지 않은 표면 등을 고려하였다. 또한, 6개월 폭로 시험편의 각 표면 상태에 대하여 600 시간 동안 볼트축력 감소율을 측정하였다. 실험으로부터 모든 시험체에서 폭로 기간에 따라 미끄럼 계수는 증가하였으며 흑피부착 표면을 전동솔질로 청소한 경우를 제외하곤 모두 0.6 이상의 값을 보였다. 볼트 축력 감소율 역시 초기 비폭로 시험체에 비해 폭로한 시험 체에서 증가하였으며 최대 감소율은 약 10%에 이르렀다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.162-170
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• 2010

토크쉬어볼트의 토크계수는 환경요인에 의해 영향을 받는다. 습기, 녹, 시공중의 작업성 등. 토크쉬어볼트의 토크계수의 변동에 기인하여 볼트에 도입된 축력을 예측하는 매우 어렵다. 이런 이유로 시공중인 볼트 축력을 측정하고, 체결력을 검증하는 것은 필수적이다. 이 연구에서, 볼트에 도입된 하중을 확인하기 위해 시작품 제작이 계획되었다. 시작품의 알고리즘은 토크쉬어 전동렌치에서 얻은 전기에너지와 유압축력기에서 얻은 축력과의 상관관계를 구성한 것이다. 직접축력을 계측하는 회귀분석식은 미니탭 프로그램을 이용한 통계학적인 분석방법에서 구한 것이다. 이 시작품은 상용 토크렌치에 견줄만한 인장력을 평가하는 신뢰성이 있는 도구라고 판단된다.

• 소성∙가공
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• 제29권6호
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• pp.331-337
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• 2020

Blind rivet nuts (BRNs) are increasingly used in automotive industry because unlike conventional bolt fastening, BRN fastening requires access from one side only. Generally, fastening is conducted using automated units, but manual fastening may be resorted to in case of small quantities. Since the fastening direction is not exactly perpendicular to the sheet metal, the BRN axis is tilted with respect to the plate and may result in damage or incomplete fastening. As the tilt angle (clamping angle α) increases, undesired plate deformation occurs and the contact area of the plate with the BRN fastening area decreases, reducing the clamping effect. In this study, the reduction of the clamping effect with the α was investigated to ensure stable fastening force. M6 BRNs were used in the tests. The fastening force was measured as follows: the plate was cut in half through the center of the hole; the BRN was inserted into the hole and fastened; and the clamping angle a was measured (values, 0° ≤ α ≤ 9°). The force leading to the separation of the halves was measured using a universal testing machine (UTM). The maximum α range, in which the fastening force remains stable, was determined. Finite element (FE) analysis confirmed that the fastening force decreases approximately linearly with increasing α. Based on the experiment and FE analysis using various α, the fastening force was found to decrease with α. Further, the maximum tolerance for α that provides secure fastening without damage is suggested.