• 한국가스학회지
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• 제17권1호
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• pp.19-25
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• 2013

용접에 의한 가스설비, 교량, 선박 등 강 구조물의 접합 방법은 대부분 십자형이나 T형의 필릿 용접으로 이루어지며 구조물의 형상과 용도에 따라 완전 용입 또는 불완전 용입 상태로 이루어진다. 본 연구에서는 십자형 필릿용접 구조물에 대하여 재료 두께별 용입 깊이에 따른 피로 균열 특성을 파악하였고, 그 결과로부터 무한수명 영역내에서의 안전 설계응력에 대하여 고찰하였다. 미 용입 길이가 길면 루트 부 파괴가 되어 무한 수명 영역은 작고 미 용입 길이가 짧으면 토우부 파괴가 되어 무한 수명 영역은 크게 나타났다. 3층 용접한 재료 두께 20mm의 경우가 2층 용접한 재료 두께 10mm, 15mm의 경우보다 미세한 페라이트 침상 조직을 더 많게 형성시켜 노치 인성을 증가시키므로 서 피로강도와 무한 수명을 더 향상시킨 것으로 나타났다.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권2호
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• pp.213-219
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• 2006

Low cycle fatigue cracks are mainly detected at discontinuous welded locations with high stresses under repeated cyclic static loads due to cargo leading and unloading. Theoretical and analytical methods have been used for evaluation of local stress and strain which have an effect on a prediction of fatigue life, but those have difficulties of considering stress concentration at notched location and complicated material behavior of welded joint or heat affected zone. Electronic speckle pattern interferometry(ESPI) system is nondestructive and non-contact measurement system which can get the relatively accurate full field strain at critical positions such as welded zone and structural discontinuous location. In this study, local strain was measured on welded cruciform joint by ESPI system and then low cycle fatigue test was performed. Effect of local strain on low cycle fatigue life was examined by measured values using ESPI system. Moreover, experimental fatigue life was compared with established S-N curves using theoretical local strain and stress calculated by Neuber's rule.

• 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.

• 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.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권3호
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• pp.238-245
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• 2011

Welding inevitably introduces the residual stresses which affect the fatigue strength of the joint structure. The mitigation of fatigue strength depends on the residual stress magnitude and distribution. Stress relief analyses are of practical interest for all cyclic loaded welded structures, such as ships and offshore structures. In order to estimate the effects of relaxation of residual stresses in the welded structure, this paper presents a finite element analysis procedure and experimental results for the welded structure. Cruciform specimens joint by MAG welding have been tested to measure the released stress. Relieved welding residual stresses obtained by finite element analysis are compared with those measured by experiment.

• 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.

• Journal of Welding and Joining
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• 제29권4호
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• pp.67-72
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• 2011

The proportion of the welding in the production process of machinery, buildings and marine structures is increasing and the joining are mainly conducted by butt and fillet weld. In the case of fillet weld, the shape of structures is complicated depending on the constraint on the geometry of the structures, therefore, the full penetration is mostly difficult. Accordingly, it is necessary to establish safe and economical criteria of design of the structures through the strength based on the penetration state of the fillet weld. Patterns of fatigue failure in cruciform fillet weld jont appear in the form of the root, toe and mixed failure. In the case of toe and mixed failure, the fatigue strength is higher than root failure. Therefore, we have to make the enough depth of penetration or perform the welding work through improving the fatigue strength of cruciform joints in welded structures. So it is necessary to optimize the penetrated depth in the range of the possible mixed failure and find the way in the cost-effective design to lessen the amount of the welding work.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.125-129
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• 2002

Authors had developed the model for the fatigue life assessment of welded details considering residual stress and its relaxation. The model consists of three ingredients; a hot-spot stress approach, a residual stress relaxation, and an equivalent stress. The equivalent stress is induced by stress ranges and the ratios between the applied mean stresses and the ultimate stress of material. Once being tuned with two specific fatigue tests by using load carrying cruciform joint, this model can be applied to many kinds of welded details which structural stress concentration factors are different from each other. This paper reports the application of the proposed model for various welded details including cover plate, longitudinal stiffener, gusset and side attachment. From the investigation of predicted results by using the proposed model it was shown that the ambiguous fatigue characteristics of the various details influenced widely by the welding residual stress are clarified, and also the model could be applied to assess fatigue life of general welded structures.

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

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권8호
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• pp.842-848
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• 2009

Fatigue failures are often occurred at welded joints where stress concentrations are relatively high due to the joint geometry. Although employing good detail design practices by upgrading the welded detail class enables to improve the fatigue performance, in many cases, the modification of the detail may not be practicable. As an alternative, the fatigue life extension techniques that reduce the severity of the stress concentration at the weld toe region, remove imperfections and introduce local compressive welding residual stress, have been applied. These techniques are also used as definite measures to extend the fatigue life of critical welds that have failed prematurely and have been repaired. In this study, a hammer peening procedure for using commercial pneumatic chipping hammer was developed, and the effectiveness is quantitatively evaluated. The pneumatic hammer peening makes it possible to give the weld not only a favorable shape reducing the local stress concentration, but also a beneficial compressive residual stress into material surface. In the fatigue life calculation of non-load carrying cruciform specimen treated by the pneumatic hammer peening, the life was lengthened about ten times at a stress range of 240MPa, and fatigue limit increased over 65% for the as-welded specimen.