• Journal of Welding and Joining
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• 제19권5호
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• pp.499-505
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• 2001

In order to classify the mechanical phenomena of thermal elasto-plastic behavior on the multi-spot welded joints, this study has tried to carry out three-dimensional thermal elasto-plastic analysis on them. However, because the shape of multi-spot welded joints is not taxi-symmetric, unlike the cafe of single-spot welded joint, the solution domain for simulation should be three dimension. Therefore, in this paper, firstly, the three-dimensional thermal elasto-plastic program is developed by an iso-parametric finite element method. Secondly, from the results analyzed by developed program, this has clarified mechanical characteristics and their production mechanism on single and multi-spot waled joints. Moreover, it has been intended to make clear effects of pitch length on welding residual stresses, plastic strain of multi-spot welded joints.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권6호
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• pp.455-467
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• 2017

본 논문에서는 원통형 다층 이종 금속 용접부를 대상으로 유한요소 해석을 수행하여, 열원 입력 방법과 용접 비드 생성 방법이 용접 잔류 응력 분포에 미치는 영향을 고려하였다. 열원 입력 방법은 열속 입력 방법과 온도 경계조건 입력 방법으로 나누어 비교하였고, 용접 비드 생성 방법은 요소망 생성 방법과 평온 요소망 방법으로 나누어 비교하였다. 두 열원 입력 방법에 따른 열 해석 결과는 차이가 있었으나, 응력 해석 결과는 유사하였다. 이것은 고온(약 $1000^{\circ}C$ 이상)에 노출되었던 영역이 비슷하고, 고온에서 재료의 강도가 매우 낮아 용접 비드의 온도가 용접잔류응력에 미치는 영향이 미미하기 때문이다. 두 용접 비드 생성 방법의 용접 잔류응력 분포는 유사하였지만 요소망 생성 방법 적용 시 용접 비드 경계에서 겹침과 들뜸이 발생하였다. 대변형이 발생하는 모델의 용접부 형상을 정확하게 모사하기 위해서는 평온요소망이 더 적합하다고 판단된다.

• 한국해양공학회지
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• 제8권1호
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• pp.33-40
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• 1994

Welding of structure produces welding residual stresses which influence buckling strength, brittle fracture strength and cold crack on the weld parts. Therefore, it is very important to accurately analyze the residual stress before welding in order to guarantee the safety of weldment. If the weld length is long enough compared to the thickness and the breadth of plate, thermal and mechanical behaviors in the middle portion of the plate are assumed to be uniform along the thickness direction(z-axis). Thus, the following conditions(so-called plane deformation) can be assumed for the plate except near its end;1) distributions of stress and strain are independent on the z-axis;2) plane normal to z-axis before deformation remains plane during and after deformation. In this paper, plane-deformation thermal elasto-plastic problem is formulated by being based on the finite element method. Moreover special regards and paid to the fact that material properties in elastic and plastic region are temperature-dependence. And the method to solve the plane-deformation thermal elasto-plastic problem is shown by using the incremental technique. From the results of analysis, the characterisics of distribution of welding residual stress and plastic strain with the production mechanism are clarified.

• Journal of Welding and Joining
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• 제19권4호
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• pp.413-422
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• 2001

In this study. two-dimensional heat flow and residual stress in arc brazing to join the pipe and plate structure were analyzed by using a commercialized FEM package. Advantages offered by arc brazing are that strong joints can be produced with lower heat input than that of previous gas metal arc welding and narrower heat affected zone can usually be obtained than that in the case of torch brazing. To investigate the effects of process variables and minimize the thermal effects on the structure, this study presents a method for analyzing the heat flow and residual stress in arc brazing process according to variables such as traveling speed, torch angle and position. The simulation results were compared with the experimental ones to verify the numerical analysis method. The experiments include the measurement of HAZ size from the section of joints and residual stresses by using strain gages named 'section method'. A comparatively good agreement between the results of numerical analysis and experimental ones could be obtained in both of the temperature distribution and residual stress of the brazed structure. Using the proposed numerical analysis method, the process parameters were evaluated to get proper arc brazing conditions.

• Journal of Welding and Joining
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• 제20권2호
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• pp.59-64
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• 2002

When the vehicle travels in an actual road, resistance spot weldments of the vehicle structure are exposed to complex loading state. Since the fatigue strength in resistance spot weldment of vehicle body can be determined by effect of residual stresses and loading state of driving, estimating actual loading state and considering residual stress effect are needed. In this study, Fatigue stress-fatigue life relation concerned residual stress effect was obtained by thermo elastic plastic finite element analysis. And applied loading in resistance spot weldments of vehicle body was calculated by dynamic analysis. Presumption of fatigue life was performed using proposed method

• 한국안전학회지
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• 제8권1호
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• pp.71-79
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• 1993

The welding implementation used widely in the industrial field is gradually increasing due to weight reduction. unlimited material thickness. simplified structure design. and 1 manufacturing time and cost reduction. The most significant factor that influences the fatigue crack growth rate is the residual stress generated during the welding process. Many researchers have studied the effect of the residual stress on crack growth behavior. Through a fatigue test in a various-thickness welded specimen. redistributed residual stress is measured as the crack is developed. Then. by superposing the measured residual stress on the K value obtained by the finite element method.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.413-421
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• 2010

본 연구에서는 실제 용접 과정을 모사하는 유한요소 해석을 이용하여 강도 불일치를 가지는 매설 천연가스 배관 용접부의 잔류응력 분포를 계산한다. 유한요소 해석 절차의 타당성을 검증하기 위해 온도 및 잔류응력 해석 결과들은 실제 용융부 형상과 API 579 적용 결과와 비교된다. 기계적 강도 차이, 용접 금속의 강도, 덧살 및 입열량 등과 같은 용접 및 재료 변수들이 잔류응력 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해 Parametric Study가 수행된다. 최종적으로 Parametric Study 결과에 근거하여 용접 및 재료 변수들의 영향이 고찰된다. 특히, 모재들 사이의 강도 불일치는 잔류응력 분포에 미미한 영향을 미침을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권2호통권45호
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• pp.197-207
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• 2000

본 연구는 유한요소법을 이용해서 시간이력 열전도해석과 열탄성해석을 통해 필렛용접 이음부에서의 잔류응력분포를 측정하였다. 필렛용접은 1패스 용접이며, 경계조건으로는 표면유속조건과 온도에 의존하는 재료의 특성치를 고려하여 잔류응력을 평가하였다. 여기서, 용접입열양을 변수로 하였다. 그리고, 열탄성해석에 의해 잔류응력 평가할 때 중요한 문제로 언급되고 있는 cut-off 온도 설정에 대해 조사하였다. 또한, 시험체에서 구멍뚫기 방법에 의해 잔류응력분포를 측정하여 유한요소법에 의한 잔류응력분포와 비교하였다. 그 결과, 용접부에서는 재료의 항복강도 수준에 해당하는 인장잔류응력이 측정되었으며, 유한요소해석에 의한 수치해석 결과는 구멍뚫기 방법에 의한 측정치 및 다른 연구자의 측정치와 비교적 일치하는 것으로 나타났다. 그리고, Cut-off 온도는 재료의 항복강도가 나타나는 온도로 설정하는 것이 효과적임을 알 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제17권1호
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• pp.104-115
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• 1999

판재의 비드 용접과정에서 열응력과 각변형의 발생기구 및 크기를 판재 단면에 대한 2차원 유한 요소해석을 통해 규명하고자 할 때 판재의 3차원 특성을 판재 길이의 크기효과로 간주하여, 구속경계조 건으로 설정함으로써 2차원 해석으로도 더욱 실제에 근접한 현상해석이 가능함을 제안하고자 하였다. 먼저 용접 입열에 의한 판재 내부의 천이 온도분포를 해석하였고, 이를 열응력 해석에 활용하였다. 2차 원 열응력 해석에 있어, 용접도중에 단면 전체가 길이 방향으로 동일한 크기의 변위를 한다고 가정하여 일정 변위를 길이 방향 경계조건으로 설정하고, 판재의 길이에 따라 각변형의 발생이 구속된다고 가정 하여, 판재의 길이에 의한 구속효과를 상당 구속력으로 간주하여 이를 단면 부재의 회전방향에 대한 경 계조건으로 설정함으로써 판재의 3차원 특성을 고려하고자 하였다. 제안된 방법에 의한 응력 분포 형태, 각변형 크기 등의 해석 결과가 기존의 2차원 해석 결과에 비해 실제에 더 근접함을 보여 주었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1317-1323
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• 2010

본 연구에서는 최근 원자력 발전소에서 이종금속용접 접합 소재로 많이 사용되고 있는 SA 508과 Type 304 스테인리스강의 이종금속 용접잔류응력 분포특성을 살펴보기 위하여 이종금속 용접시편을 제작하여 직접 용접을 실시하고 X-선 회절법을 이용하여 용접시험편의 표면에서 용접 잔류응력을 측정하였다. 또한 3차원 유한요소해석을 통하여 이종금속 맞대기용접을 전산모사하고 시편의 용접잔류응력 분포를 구하였다. 측정한 잔류응력과 유한요소해석 결과 계산된 잔류응력을 고찰함으로써 3차원 평판 이종금속 맞대기 용접부의 잔류응력분포 특성을 살펴보았다.