• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.101-107
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• 2003

Since stainless steel sheets have good mechanical properties, weldability, appearance and corrosion resistance, they are commonly used as one of the structural materials of the railroad cars or the commercial vehicles which are manufactured by the spat welding. Among the many kinds of spot welded lap joints, it can be found that multi-lap joints are employed in their body structure. But, fatigue strength of these joints is lower than that of base metal due to high stress concentration at the nugget edge of spot weld and is considerably influenced by welding conditions as well as the mechanical and geometrical factors. Thus, it is necessary to establish a reasonable and systematic design criterion for the long life design of the spot-welded body structures. In this paper, the stress distribution and deformation around the spot-welded multi-lap joints subjected to tensile shear load was numerically analyzed. Also, the $\Delta$P-Nf curve was obtained by fatigue tests. Using these results, $\Delta$P-Nf curves were rearranged in to the ${\Delta}{\sigma}$-Nf relation with the maximum stress at nugget edge of spot weld.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.55-62
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• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.190-198
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• 2018

리모델링 시장이 커짐에 따라 품질이 우수한 건축물의 내장재 및 외장재들이 개발되고 있다. 개발된 내장재 및 외장재를 건축물의 구조체에 시공하기 위해서 구조체에 하지 철물을 설치하여야 한다. 건축물의 내장재 및 외장재 설치, 데크, 무대 및 마루 등의 시공 시 지지해주는 하부 구조물을 하지철물이라 한다. 하지 철물은 수평재와 수직재를 현장에서 용접 접합을 하여 구조체에 설치하는 방법이 주로 사용되었다. 일반적인 용접접합 방식의 시공은 용접 불씨에 의한 화재 발생으로 인명 및 재산 손실 문제와 전문용접공 부족으로 인한 비전문 용접공 시공에 따른 내구성 저하 문제 등이 발생하고 있다. 하지철물의 시공방법도 안전사고 및 시공의 용이성을 위하여 용접 접합 방법에서 무용접 접합 방법으로 개선되어지고 있다. 이는 화재예방 가설재와 소화장비 및 인원이 불필요하고 볼트조립으로만 시공이 가능하여 인건비 절감과 공기단축이 가능하다. 이에 용접을 사용하지 않는 무용접 하지 트러스 공법을 이용하여 접합부 거동을 실험하여 검증하고자 한다. 또한, 무용접 접합방법으로 시공 시 볼트 체결부분에서 틀어짐 현상이 발생하기도 하여 이를 보완하는 방법으로 각관, 유격방지 브라켓, 파스터, 홈볼트 체결을 통하여 일반 볼트접합인 각관, 화스너, 홈볼트 조립방법에서 좌우간의 틀어짐 현상을 방지하고 부재간의 미끄러짐 현상을 제어할 수 있도록 하는 시스템을 적용하여 접합부의 거동을 평가하고자 한다. 그 결과 무용접 접합방식의 하지철물 골조는 지진하중저항시스템에서 내진등급에 따라 요구되는 허용 층간변위각 0.01~0.02 보다 매우 큰 부재각까지 변형한 것으로 나타나 충분한 변형성능을 확보하고 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제28권2호
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• pp.91-95
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• 2010

Stress distribution and deformation on the CT-type(Cross Tension type) spot welded lap joint subjected to out of plane tensile load were investigated by finite element method. Using the maximum principal stresses at the nugget edge obtained by FEM analysis, evaluated the fatigue strength of the CT-type spot welded lap joints having various dimensions and materials. and also, the influence of the geometrical parameters of CT-type spot welded lap joints on stress distribution and fatigue strength must be evaluated. thus, in this paper, ${\Delta}P-N_f$ curve were obtained by fatigue tests. Using these results, ${\Delta}P-N_f$ curve were systematically rearranged in the $\Delta\sigma-N_f$ relation with the hot spot stresses at the CT-type spot welded lab joints. It was found that the proposed $\Delta\sigma-N_f$ relation could provide a more reasonable fatigue design criterion for the CT-type spot welded lap joints.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.222-227
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• 2004

Under cyclic loading, the fatigue failures of welded joints occur at weld toes which induce stress concentration by weld shape. So we need to obtain the peak stress and the S-N curve to assess the fatigue strength of welded joints. However the measurement of peak stress is of high uncertainty and low reproducibility, so we use nominal stress instead in fatigue tests of welded joints. In this study, fatigue tests to obtain S-N curves and FE analyses to obtain stress concentration factors were conducted for the two types of cruciform fillet welded joints, that is, load-carrying and non load-carrying types. Then we changed the obtained S-N curves to that based on peak stress using the hot-spot stress concept. From the analyses of the S-N curves obtained, we have concluded that there is a need to develop a new method to evaluate the fatigue life.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.918-928
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• 1995

This paper deals with the various mechanical properties and fatigue strength in the FRW1 (friction welded interface) of high speed steel (HSS-Co) to SM55C through the tensile test, hardness test and fatigue test. The data of FRW specimens are also compared with those of the base materials (HSS-Co and SM55C steel). Three kinds of specimens used in this study are the friction welded joints, HSS-Co and SM55C carbon steel with circumferential notch, saw notch and smooth, respectively. It is confirmed that the applied welding conditions are optimum methods in order to minimize the heat affected zone (HAZ) and hardness distribution at the HAZ. The fatigue strengths at N = 10$^{6}$ cycles of smooth, circumferential notch and saw notch specimens in the FRW joints are about 299.2 MPa, 123.8 MPa and 247.5 MPA, respectively. The fatigue strength of the friction welded joints is almost equal to that of the SM55C carbon steel in the optimum welding conditions. The fatigue cracks initiated at the welded zone are propagated along the side of SM55C steel.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.561-565
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• 2010

용접부는 일반적으로 잘 알려져 있는 바와 같이, 외력에 의한 응력 집중원(stress concentration source)이 되는 것은 물론 용접과정에서의 입열(heat input)로 인한 성분과 조직의 변화에 의해 반복하중에 대한 피로강도(fatigue strength)가 모재의 그것에 비해 훨씬 떨어져서 피로균열(fatigue crack)의 발단이 되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 실제로 철도차량에 적용되는 가스용접 이음재 가운데 대표적인 형상시편들을 재질별로 피로실험을 수행하여 피로하중범위-피로수명(${\Delta}P-N_f$) 관계를 도출하여 비교 평가하였다. 또한, 수치 해석적 유한요소법을 이용하여 용접이음재의 응력분포를 해석한 후, 용접이음부에 발생하는 최대주응력으로 (${\Delta}P-N_f$) 관계를 $\Delta\sigma-N_f$ 관계로 재정리하였다. 이상의 결과들을 바탕으로, 가스용접이 적용된 철도차량 차체의 경제적이고 합리적인 피로설계를 위한 기초정보로 사용하고자 하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.258-263
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• 2001

In this paper, the real-time prediction of high temperature creep life was carried out for the friction welded joints of dissimilar heat resistintg steels (CulCr0.5Zr-STS316L). Various life prediction methods such as LMP (Larson-Miller Parameter) and ISM (initial strain method) were applied. The creep behaviors of those steels and the welds under static load were examined by ISM combined with LMP at 300, 400 and 50$0^{\circ}C$, and the relationship between these two methods was investigated. A real-time creep life (tsub/r/, hr) prediction equation by initial strain ($\varepsilon_0$, %) under any creep stress ($\sigma$, MP$\alpha$) at any high temperature (T, K) was developed

• Journal of Welding and Joining
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• 제28권3호
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• pp.86-91
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• 2010

Stainless steel sheets are widely used as the structural material for the railroad cars and the commercial vehicles. These kinds structures used stainless steel sheets are commonly fabricated by using the gas welding. For fatigue design of gas welded joints such as fillet and plug type joint, it is necessary to obtain design information on stress distribution at the weldment as well as fatigue strength of gas welded joints. And also, the influence of the geometrical parameters of gas welded joints on stress distribution and fatigue strength must be evaluated. the ${\Delta}P-N_f$ curves were obtained by fatigue tests. Using these results, ${\Delta}P-N_f$ curves were rearranged in the ${\Delta}{\sigma}-N_f$ relation with the maximum stress at the edge of fillet welded joint.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.431-440
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• 2013

본 연구에서는 HSA800 후판 강재에 적합한 용접재를 선정하고자 표준인장실험을 수행하였다. 본 연구 수행 당시 HSA800 강재에 적용가능한 용접재로 GMAW 용접재(외국산)와 FCAW 용접재(국내산) 두 가지가 추천되어 이들을 사용하였다. 맞댐용접상세와 루트간격을 주요 실험변수로하여 표준인장실험을 통해 용접부의 성능을 평가하였다. 강도에 대한 설계요구조건은 두 용접재 모두 만족하였으나 연성능력 측면에서 GMAW 용접재 보다는 FCAW 용접재가 일관되고 우수한 거동을 보임이 실험적으로 확인되었다. 특히 GMAW 용접재는 용접효율과 작업성의 문제로 현장에서의 상향용접이 어려운 것으로 파악되었다. 같은 완전용입용접이라도 Single bevel보다는 V-groove가 안정적인 구조거동을 보이는 것으로 나타났다. 또한 현행 용접기준의 표준루트 간격을 벗어날 경우 용착의 어려움으로 비정상 파단면이 형성되고 접합성능도 저하됨이 확인되었다. 부분용입용접 접합부의 실험결과에 의할 때 현행 AISC 기준의 부분용입용접부 강도규정은 매우 보수적임이 확인되었다.