Abstract
In this study, A series of fatigue tests have been performed on the fillet welded joints of cover plates in steel plate girders in order to quantitatively assess the fatigue characteristics according to the shapes of cover plates. From the results of fatigue tests, it has been shown that the fatigue strengths were slightly different according to their shapes, but satisfied the fatigue design curves in Korea and other countries. Also, from the results of beachmark tests, it has been confirmed that the points of fatigue crack initiation were closely related to the shapes of weld bead toes, and fatigue cracks simultaneously initiated from several points in weld bead toes have been grown as semi-elliptical surface cracks, and these cracks have been coalesced each other, and grown as through thickness cracks, and finally reached to fracture. Besides, from the results of fracture mechanics approaches, stress gradient factors were the most dominant factors among crack correction factors obtained from the existing equations and finite element analysis, and the fatigue life on fillet welded joints of cover plates could be estimated using the relations between fatigue crack growth rate and stress intensity factor range obtained from finite element analysis.
이 연구에서는 덮개판 형상이 피로특성에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위해서 강교량을 구성하는 구조세목 중 덮개판 필렛용접부를 대상으로 일련의 피로실험을 실시하였다. 피로실험결과 덮개판 형상에 따라 피로강도에 다소 차이를 나타내고 있었으나 국내 및 외국의 피로설계기준을 만족함을 알 수 있었다. 또한 비치마크실험결과로부터 피로균열 발생점은 용접지단부의 형상에 밀접하게 관련되어 있음을 확인할 수 있었으며, 용접지단부의 여러 곳에서 동시다발적으로 발생한 피로균열이 반타원형의 표면균열의 형태로 성장하고 이 균열이 서로 합체되어 관통균열의 형태로 성장함으로써 결국 파단에 이르렀다. 한편, 파괴역학적 해석결과로부터 기존의 제안식 및 유한요소해석에서 구한 균열보정 계수 중기하학적형상보정계수가 가장 지배적임을 알 수 있었으며, 피로균열성장속도와 유한요소해석에서 구한 응력확대계수범위 사이의 관계로부터 덮개판 필렛용접부의 피로수명을 산정 할 수 있었다.