• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• v.21 no.2
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• pp.349-353
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• 2012

As the world wind energy market grows rapidly, the productions of wind power generation equipment have recently increased, but manufacturers are not able meet this requirement. Particularly offshore wind energy industry is one of the most popular renewable energy sectors. To generalize welding processes, the welding automation is considered for steel structure manufacturing in offshore wind energy to get high quality and productivity. Welding technology in construction of the wind towers is depended on progress productivity. In addition, the life of wind tower structures should be considered by taking account of the natural weathering and the load it endures. The root passes are typically deposited using Gas Tungsten Arc Welding(GTAW) with a specialized backing gas shield. Not only the validation consists of welders experienced in determining the welding productivity of the baseline welding procedure, but also the standard testing required by the ASME section IX and API1104 codes, toughness testing was performed on the completed field welds. This paper presents the welding characteristics of the root-pass welding of high tensile steel in manufacturing of offshore wind tower. Based on the result from welding experiments, optimal welding conditions were selected after analyzing correlation between welding parameters(peak current, background current and wire feed rate) and back-bead geometry such as back-bead width(mm) and back-bead height performing root-pass welding experiment under various conditions. Furthermore, a response surface approach has been applied to provide an algorithm to predict an optimal welding quality.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.1A
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• pp.67-74
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• 2006

The use of steel plates has been greatly increased in bridge construction, particularly for long-span bridges. For connections of those steel plates in the field, application of high-tension bold, such as M30, is highly demanded. However, the current steel construction specifications in Korea do not provide information for large-sized bolt connections. In order to evaluate the applicability of the large-sized high-tension bolt, this study experimentally investigates relaxation and slip behavior of M30 bolts with varying bolt size and plate thickness. In addition, internal compressive stress was computed using FEM analysis. The analyzed results were compared with the stress distribution measured from strain gages attached on bolts and bolt holes. From the study presented herein, the M30 high-tension bolts are anticipated to be successfully used with the relaxation less than 10% and the slip coefficient satisfying the specified limit.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.19 no.6
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• pp.717-726
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• 2007

If conventional reinforcements are used for high-strength concrete (HSC) structures, a large amount of the reinforcement must be required to compensate for the brittleness of HSC and make the best use of HSC. This raises some structural problems such as steel congestion and an increase in self-weight. Therefore, alternative reinforcing materials and methods for HSC structures are needed. In this study, four full-scale beam specimens constructed with HSC (100 MPa) were tested to investigate the effect of the different shear reinforcements on the shear behavior. These four specimens were reinforced for shear stirrups with normal and high strength steels, headed bars, and carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) bars, respectively. In addition, steel fibers were added to the HSC in the two of the specimens to observe their beneficial effects. The use of high strength steels resulted in the improvement of the shear capacity since the shear resistance provided by the shear reinforcements and the bond strength were increased. The specimen reinforced with headed bars also showed a superior performance to the conventional steel reinforced specimen due to the considerably high anchorage strength of headed bar. CFRP bars used in this research, however, seemed to be inadequate for shear reinforcement because of the inferior bond capacity. The presence of the steel fibers in concrete led to remarkable improvement in the ductility of the specimens as well as in the overall cracks control capability.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.27-27
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• 2010

청정에너지원의 수요가 증가함에 따라 에너지원의 공급로의 역할을 하는 강관의 수요가 증가하고 있다. 소재가공 기술의 발전과 함께 경량의 고장력 강재의 적용은 공급로의 역할을 하는 강관의 비용절감 및 자원의 효율적 이용 측면에서 지속적으로 연구 개발을 이어왔다. 이러한 추세에 따라 구조용 또는 라인파이프용 강관에서도 고장력 강재의 적용과 함께 고인성 그리고 용접성의 향상을 위한 다양한 라인파이프용 강재의 개발과 이의 적용이 그간 활발히 진행되어왔다. 용도상 반드시 필요한 특성인 고장력, 고인성, 용접성 등 외에도 다양한 강재의 사용에 따른 제조공정상 즉 용접공정에서 발생될 수 있는 용접부의 기계적 특성 변화에 대한 특성 연구 및 기술 연구가 계속 되어왔다. 주로 강관을 생산하는데 쓰이는 ERW (Electric Resistance Welding) 공정에서도 이러한 문제점을 해결하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. ERW는 높은 생산성과 낮은 제조비용의 장점을 가지고 있으나 용접 후 용접부의 기계적 특성 감소로 인한 단점이 있다. 때문에 기계적 특성향상을 위해 최적의 용접조건에 대해 연구해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 4가지 합금강관의 ERW 용접시 용접 입열량의 변화와 용접부의 후열처리를 통한 미세조직의 변화와 기계적 특성에 대해서 고찰하였다. 4강종 시편의 미세조직을 OM, SEM을 통한 분석 이후 인장시험 및 경도시험 등을 통해 기계적 특성을 평가하였다. 대부분의 시편에서 입열량의 증가에 따라 Ferrite 분율이 증가하였고 용접중앙부의 Ferrite 양이 용접경계부 보다 많았다. Ferrite 집중부의 분포가 극명하게 관찰되었던 DP780 (적정) 강종과 미세하게나마 Ferrite 집중부가 존재하였던 K55 (과소, 과대) 강종에서 나란히 경도 하락 현상이 관찰되었다. 이는 강종마다 고유의 Ceq, 합금 중 Mn 농도, 입열량 등에 의한 복합적인 이유 때문으로 판단된다. 탄소가 0.3~0.4 wt% 함유된 중탄소강인 S45C, K55의 경우 용접중앙부와 용접경계부의 페라이트 분율 차이가 큰 것을 알 수 있었다. 이는 용접시 열에 의한 탈탄현상으로 인해 나타나는 현상으로 판단된다.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.209-218
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• 1998

고장력강이 구조강재로서 널리 사용되고 있다. 구조물의 극심한 하중을 받게되면 최종강도에 도달할 때까지 좌굴을 동반하게 된다. 그러므로, 고장력강판의 좌굴에 대한 정확한 평가가 중요한 설계기준이 되고 있다. 그러나, 고장력강을 효율적으로 사용하기 위해서는 좌굴허용설계를 도입할 수 있도록 판구조물의 판두께가 얇아져야 한다. 따라서, 박판구조물의 합리적인 설계를 하기 위해서는 좌굴후거동해석이 매우 중요하다. 그러므로, 본 논문에서는 호장증분법을 이용하여 압출하중을 받는 박판구조물의 초기좌굴후거동과 2차좌굴강도에 대하여 규명하였다. 특히, 호장증분법을 좌굴정에서의 하중경로를 추정하기 위하여 적용하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.58-58
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• 2009

선박의 선체부분인 선수, 선미 등을 이루고 있는 곡형 외판의 제작은 강판을 원하는 형상으로 성형하기 위하여 벤딩롤러 및 유압프레스를 이용한 냉간가공과 산소-프로판가스 화염을 적용한 선상가열, 삼각가열을 이용한 열간가공으로 크게 구분할 수 있다. 선상가열을 이용한 곡면가공의 원리는 가열토치를 이용하여 강판을 가열하면 가열부는 팽창하게 되고 냉각시에는 수축하게 된다. 이 때 두께방향으로의 소성변형으로 인한 수축량의 차이로 인해 굽혀지게 된다. 최근에는 선박이 고기능 및 대형화로 인해 3차원 곡형 외판 형상이 복잡해지고, 강도를 향상시키기 위하여 합금원소(C, Nb, V, Ti)를 첨가하거나 열처리(노말라이징)를 이용한 고장력강재인 중후판의 적용이 증가하고 있다. 이러한 고강도강재를 선상가열공정으로 제작한 곡형 외판재는 가열, 냉각의 열사이클로 인해 취화되어 인성이 저하 될 수 있다. 본 연구에서는 Normalizing 열처리재인 490MPa급 강재를 이용하여, 현장에서 작업자의 미숙련으로 인해 발생 할 수 있는 최대의 가혹한 조건과 재질에 큰 영향을 미치지 않는 범위를 선정하여 선상가열시의 가열, 냉각조건에 따른 강재의 재질특성을 조사하고자 한다. 이를 위해 가열시 가열부위의 정확한 온도 측정에 역점을 두었으며, 각각 다른 선상가열 조건에 따른 시편을 제작하기 위하여 선상가열 실험장치를 제작하였다. 선상가열 실험 결과 최고가열온도 $1300^{\circ}C,\;950^{\circ}C$에서 수냉 조건인 경우 급격한 인성저하 현상이 발생하며 비록 공냉이라 하더라도 결정립 조대화로 인성 저하가 발생하였다. $800^{\circ}C$가열 후 수냉개시온도를 $700^{\circ}C$이하로 수냉한 경우에는 인성 저하 현상이 개선되고 있음을 알 수 있다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.24 no.5
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• pp.491-501
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• 2012

Generally, a steel pier-foundation has been designed and constructed with a anchor frame. However, because of the complicated design and construction, the foundation's size has become large and has been overdesigned. In this study, three specimens were made and the tests were conducted to suggest a new shape in regard to the pier-foundation's joint details using the high performance steel. One of the specimens was made up of the general anchors and the anchor frame. Another specimen consisted of the high tension anchors and the studs, and the other specimen was composed of the high tension anchors and the inner steels. After the performance of each specimen was compared and analyzed, the behavior characteristics according to the joint were analyzed.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.31 no.2A
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• pp.79-87
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• 2011

The parameter study of buckling behavior of steel built-up column under compression force is presented in this study. The shear deformation effects due to the bending moment and shear forces are considered for the H-shaped main members along the entire built-up column and batten member connecting double H-shaped main members. The parametric study is performed according to the length of the built-up column, the distance of the H-shaped main members and the number and type of cover plate for battens, respectively. The applicability of AISC design specification of normal and high tension bolted built-up column is investigated. The buckling loads for built-up columns are compared with those obtained from the analytic solution developed in this study, AISC specification, and finite element method based on the beam and plate element, respectively.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.69-69
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• 2010

최근 컨테이너 선박의 초대형화로 극후물 고장력 강재인 항복응력 460MPa급 고장력강인 EH47이 개발되었다. 두께 80mm의 극후물 용접에서 용접생산성 향상을 위하여 EGW/FCAW로 양면 용접이 검토되고, 입열량은 최대 300kJ/cm의 대입열 용접이 요구된다. 이를 위해서는 강재 및 용접재료 모두 300kJ/cm 용접부 성능이 선급 규격을 만족하여야 함은 물론 마지막 조립단계에서 적용되기 때문에 용접재료의 용접작업성도 매우 크게 요구되고 있다. 먼저 대입열 용접금속에서 요구되는 저온 충격인성($vE_{-20^{\circ}C}{\geq}57J$)을 만족하기 위하여는 용접금속의 미세조직 제어가 필요하며, 특히 조대한 입계페라이트 생성을 억제하고 미세한 입내 페라이트를 균일 분포하는 것이 중요하지만, 이를 위해 용접금속의 소입성이 지나치게 높이면 경화조직인 베이나이트 분율이 증가하여 오히려 용접금속 저온 충격인성을 저하시키므로, 적절한 용접금속의 성분 제어가 중요하다. 한편 용접부는 선급에서 요구하는 최소 강도인 570MPa를 만족하기 위하여 용접금속의 소성구속 현상을 활용하여 용접부 인장강도를 확보 할 수 있음을 확인했다. 이를 위해서는 용접금속의 적정한 경화도 확보가 필요하였다. 전술한 바와 같이 대입열 용접금속 저온 충격인성 확보와 용접부 강도 측면을 고려하여 용접금속 최적의 탄소당량 범위를 제시코자 하였다. 한편 용접재료의 용접작업성은 EGW용접의 용적이행 현상은 자유비행이행으로 이루어지고 있으며 특성상 용접중 용적과 용융지 사이에 많은 순간단락 현상을 동반하고 있으며, 슬래그 유동이 불안정하면 아크 꺼짐 현상도 관찰되고 있다. 따라서, 현장용접시 원할한 용접작업성을 확보할 수 있는 평가 기준으로써 아크 전류 및 전압의 변동 정도를 설정하고, 용접재료의 용접작업성 확보 기준을 제시코자 하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.07b
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• pp.1067-1069
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• 2001

자동차 분야에 있어서 자동차 바퀴의 림(rim)용접에서 flash butt 용접이 널리 이용되고 있는 데 이 분야 역시 경량화에 따른 고강도 강재의 채택이 불가피하게 대두되고 있고, 고장력강의 flash butt 용접이 중요한 이슈가 되고 있다. 좋은 용접품질 획득을 위한 균일한 가열을 위해 전류의 시간적 편차가 큰 thyristor에 의한 제어는 큰 flash를 유발할 수 있어서 고장력강과 같은 경우에서 산화물의 발생을 유발시킬 수 있기 때문에 주의하지 않으면 안된다. 따라서 flashing과 upset의 균일성을 획득하기 위해서는 용접전류의 편차가 크지 않도록하는 기술과 최적의 전류를 공급하는 기술, 그리고 용융량과 배출량의 함수적 제어가 중요한 데 이를 위해서 인버터 방식의 전류제어기술이 개발되면 큰 효과를 기대할 수 있다. 본 논문에서는 DSP controller를 이용하여 사이리스터 위상제어를 다이오우드 정류기와 직류 링크 캐패시터, PWM 인버터로 구성해 인버터 방식의 정전류제어 기술을 개발하여 용접성을 비교 실험하여 결과를 보여준다.