• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 2부
• /
• pp.832-835
• /
• 2011

최근까지 용접구조물의 피로설계는 용접품질 수준에 따라 공칭응력 또는 핫스팟 응력에 의한 S-N선 도로부터 수행하였다. 본 연구에서는 유한요소망의 크기에 덜 민감하면서 기존의 하중모드형식, 두께 효과 및 용접결합형식에 상관없는 등가구조응력(E2S2) 접근법을 이용한 Master S-N선도로부터 철도차량 대차프레임의 피로수명을 평가하고자 한다. 또한 합리적인 철도차량 용접대차프레임의 피로해석 연구일환으로서, 다축피로조건인 EN규격의 피로시험조건하에 이의 피로수명을 평가하고자 한다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
• /
• pp.108-113
• /
• 2004

According to our fatigue tests carried out at 20 Hz, R=0.1 on transversely butt~welded joints, fatigue strengths of as-welded specimens, that is, specimens having residual stress are higher than those of annealed specimens in short life range, but vice verse in long life range. This behavior seems to be concerned mainly with residual stress relaxation by applied loading. After analyzing the welding process, we conducted finite element analysis to quantify the degree of residual stress relaxation. By taking into account residual stress relaxation, modified Goodman diagram, and nominal stress, we evaluated the fatigue life of the welded joint from the S-N curve for the parent material. The estimated results are in a good agreement with the experimental results.

• 기계저널
• /
• 제16권4호
• /
• pp.41-48
• /
• 1976

재료의 피로문제에 대해서는 꽤 오래 전부터 많은 연구가 이루어져왔고, 피로의 현상파악에서부 터 피로이론의 구명, 나아가서는 실제문제로서의 피로설계, 피로수명예측 등에 기여한 업적은 아 주 크다 하겠다. 그러나 종래의 피로문제연구의 방향이, S-N 곡선에서 얻어지는 피로한계강도 (더 정확한 표현으론 피로파괴한계강동)에 바탕을 두고, 정력확적인 설계관례인 안전계수의 도입 을 빌려, 피로강도를 실용화할려는 선에서 이루어져 왔다고 보겠다. 재료의 피로한계강도란, 그 정의로 미루어, 다분히 정적으로는 극한강도 또는 피로강도의 개념에 견주어 질 수 있는 공칭응 력으로써 탄성학적으로 해석될 수도 없고, 다만 탄역성이론의 개념을 바탕으로 근사해석례만이 허용되고 있을 뿐이다. 재료에는 소위 평활재이건 절결재이건 간에 또 검출여부에 관계없이, 내외 부에 대소각종의 결함이나 역학적 불연속부가 잠재해있음은 이미 공지의 사실이며, 이들 결합, 불 연속부등이 외하중하에서 응분의 응력집중원이 되어 재료를 전반적인 파괴로 몰고 갈 수 있다 함 도, 또한 이러한 역학적거동이 피로파괴에 까지 확장해석될 수 있을 것이란 것도 이미 잘 알려져 있는 터이라 하겠다. 재료내외부의 제결합을 응력집중이 극대인 crack로 대체해서 외하중하에서 의 응력장거동을 해석한 선형탄성파괴역학(LEFM)은, 바로 이러한 실제재료의 강도설계에 보다 큰 정확성을 부여한 방법론적 학문이라 하겠고, 나아가서는 재료의 파괴기구를 파헤치는데 진일 보적인 역학적인 수법이라 하겠다. 취성파괴, 연성파괴에 바탕을 둔 파괴역학(LEFM)을 피로파괴 에 적용시키는 데는 상당한 문제점들을 수반할 것임은 충분히 인지되나, 제한된 경계조건하에서 의 적용 예는 종래의 어떤 방법에 의한 것 보다도 피로강도설계, 안전사용 피로수명예측 등에 획기적인 진전을 보여주고 있다. 파괴역학은 crack 재의 강도학이고, 더 구체적으로 음력학대계수 (stress intensity factor) K 또는 이와 연연되는 parameter 인 strain energy release rate(G), crack-tip plactic zone size r$_{p}$,.rho., crack-tip opening displacement .phi., strain intensity 등을 쓰는 재료강도학이기 때문에, 이 수법을 피로파괴에 적용시킴은, 종래의 공칭응력으로 피로 문제를 다루던 방법과는 판이하다 하겠다. 본고에선 파괴역학의 관점에서 피로구열의 안정성장을 논하고, 과거 10여년간의 피로 crack문제에 대한 연구방법, 실험방법 등을 소개하는 방향으로 고 를 진행시켜 나가겠다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
• /
• pp.993-996
• /
• 2008

콘크리트 구조물 설계에 사용되는 콘크리트 압축 응력블럭은 실제 응력분포를 등가의 삼각형, 직사각형, 사다리꼴 또는 포물선-직선 등 여러 형태로 나타낸 것이다. 이러한 콘크리트의 압축 응력블럭은 주요 선진국의 설계기준마다 그 형태가 조금씩 다르며, 각 나라 콘크리트의 재료적 특성을 반영하여 적용하고 있다. 현재, 우리나라 콘크리트 설계기준에 적용하고 있는 직사각형 압축 응력블럭은 ACI 설계기준과 동일한 형태이고, 이는 고강도 콘크리트의 재료적 특성을 반영하지 못하여 비합리적 이라는 여러 연구결과가 발표되어왔다. 본 연구는 주요 선진국의 설계기준에 적용되는 콘크리트 압축 응력블럭에 대해 검토하였으며, 우리나라 콘크리트의 재료적 특성을 알기 위해 콘크리트 압축 응력블럭 실험을 실시하였다. 실험을 통해 하중 및 변형률을 얻었으며, 실험 결과에 의한 응력블럭계수를 도출하였다. 실험에 의한 응력블럭계수와 주요 선진국의 설계기준에 적용하는 응력블럭계수 값들을 비교.분석하였다. 또한, 주요 설계기준의 응력블럭에 따른 공칭 축력-모멘트 상관도를 비교 분석하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2004년도 춘계 학술발표대회 개요집
• /
• pp.249-251
• /
• 2004

According to our fatigue tests carried out at 20 ㎐, R=0.1 on transversely butt-welded joints, fatigue strengths of as-welded specimens, that is, specimens having residual stress are higher than those of annealed specimens in short hie range, but vice verse in long life range. This behavior seems to be concerned mainly with residual stress relaxation by applied loading. After analyzing the welding process, we conducted finite element analysis to quantify the degree of residual stress relaxation. By taking into account residual stress relaxation, modified Goodman diagram, and nominal stress, we evaluated the fatigue life of the welded joint from the S-N curve for the parent material. The estimated results are in a good agreement with the experimental results.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제12권3호통권46호
• /
• pp.239-250
• /
• 2000

본 연구에서는 강바닥판의 실물 대형시험체를 제작하여 정적시험 및 피로시험을 실시하였다. 정적 및 영향면 재하시험 결과를 통하여 다이아프램의 유무에 따른 강바닥판 슬릿부의 면내와 면외응력을 검토하였으며, 피로시험결과로부터는 강바닥판의 피로거동, 피로균열의 발생과 진전에 대한 연구를 수행하였다. 다이아프램이 설치된 상세는 설치되지 않은 상세에 비하여 지점조건에 상관없이, 종리브 횡리브 교착부의 종리브측으로는 약 50%의 응력경감효과가 있으나, 횡리브측 하단부에는 오히려 상당히 큰 응력을 야기함을 알 수 있었으며, 피로균열 진전해석결과로부터는 슬릿부의 노치에 의한 초기균열길이가 피로균열성장에 상당한 영향을 끼치고 있음을 알 수 있었다. 측정자료와 FEM 해석을 통하여 공칭응력과 핫스폿응력에 의한 피로강도를 추정한 결과, 다이아프램이 설치되지 않은 상세는 규정된 피로등급에서 안전한 것으로 판단되나 다이아프램이 설치된 상세는 피로등급이하의 거동을 보였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제18권3호
• /
• pp.52-62
• /
• 1994

기계나 구조물 파괴의 대부분은 노치부를 기점으로 하여 발생하기 때문에 첨단복합재료를 노지부 재로서 안전하면서도 경제적으로 사용하기 위해서는 각종 조건하에 있어서 강도특성을 명확히 하는 것은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 노치를 갖는 복합재료를 이용하여 각종조건하에서 강도특성평가실험을 행하였으 며, 얻어진 결과를 종합하면 다음과 같다. (1) 첨단복합재료 노치재는 試驗片의 幾可學的 形狀과는 관계없이 노치반경 p만에 의해 결정되는 최대탄성응력 $\sigma_{max}$일정의 條件下에서 破t짧된다. (2) 破斷時 최소단면에서의 공칭응력 $\sigma_{c}$와 응력집중계수 $K_{t}$와의 관계에 있어서,$\sigma_{c}$의 값이 $K_{t}$의 증대와 더불어 떨어지고 있는 부분과, $K_{t}$와 관계없이 거의 일정하게 되고 있는 부분으로 나누어지는 現象은 노치재의 回轉굽힘 또는 인장압축파열에서 보여지는 현상과 外觀上 對應하고 있다. 즉, 정적파괴와 피로파괴는 파괴의 양상이 비슷하다 (3) PEN수지단체의 경우, 피로균열발생은 점발생적 피로균열이 최대탄성응력에 의해 지배되며, 노치에 만감하며,균열전파수명은전수명에 비해 상당히 짧다. (4) 단탄소섬유강화복합재료의 경우, 피로균열은 섬유端에 응력이 집중하기 때문에 일반적으로 섬유端에서 아주 빠른 시기에 발생하지만, 섬유가 피로균열진전에 대해 방해물로 작용하기때문에 아주 천천히 전파한다. (5) 短탄소鐵維는 피로균열발생에 대해서는 負의 강화작용 전수명의 극히 초기단계에 피로균열 발생을, 피로균열전파에 대해서는 正의 강화작용을 한다. (6) 단탄소섬유를 PEN에 강화함으로 인해 정적강도 보다 피로강도에 더 큰 강화효과를 초래했으며, 선형노치역학의 개녀은 첨단 복합재료의 강도평가에 대단히 유효했다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제10권6호
• /
• pp.870-875
• /
• 1986

본 연구에서는 랙의 이끝부분을 full-rounded tip으로 설계한 후, 이에 의하 여 창성되는 피니언의 이뿌리곡선을 구하여 전체치형을 완성하였다. 그리고 합성치 형기어의 미끄름율, 유효이뿌리원에서의 공칭굽힘응력과 두쌍접촉호의 길이대 원호부 분접촉호의 길이의 비인 접촉계수를 해석적인 방법으로 구하였다.또한 이들 특성들 과 물림율등 제특성을 비교.검토하여 공구압력각, 인벌류우트부분의 크기를 나타내는 물림각 및 원호반경등의 변화에 대한 제특성의 변화를 고려한 합성치형의 성능을 향상 시킬 수 있는 설계방법을 구하였으며, 합성치형과 표준인버류우트치형을 비교하였다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제12권1호
• /
• pp.102-115
• /
• 1994

This paper is to evaluate the fatigue strength of lap joints of materials applied to LNG carrier cargo containment of GAZ-TRANSPORT(GT) type, which was welded by manual and automatic TIG welding process. The thicknesses of lapped members were 1.5mm/1.5mm or 1.5mm/0.7mm in Invar to Invar joint, and 1.5mm/8.0mm in Invar to stainless steel joint, respectively. These lap joints were mainly applied to the membrance fabrication of GT-LNG carrier. Fatigue tests of Invar/Inar lap joints were conducted under the stress ratio R=0 at room temperature. The effect of mean stress and cumulative fatigue damage on the allowable stress of Invar lap joint was evaluated on the basis of test results. Fatigue test was also conducted on Inver/Stainless steel lap joints welded by automatic TIG process without filler metals. The fatigue test of the joint was carried out under the same conditions as those of Invar/invar lap joints. The fatigue strength of the joint welded without filler metal was comparable to those welded with filler metal quoted from reference. The fatigue strength of Invar/stainless steel lap joint was only dependent on the lap throat thickness, and not on the welding process. Based on test results, the applicability of TIG welding process without filler metal in Invar/stainless steel lap joint was reviewed by controlling welding variables to assure the valid throat thickness of lap joints.

• Elastomers and Composites
• /
• 제39권1호
• /
• pp.23-35
• /
• 2004

본 연구에서는 먼저 유한요소해석을 통해 주요 물성계수들이 압입시 하중-변위 곡선형상에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 유한요소 압입해석을 통해 마찰계수의 영향으로 하중-변위 곡선, 시편하부의 단위부피당 변형에너지 및 변형률 주불변량이 바뀌지 않는 최적 압입깊이와 시편하부지점을 선정하였다. 이러한 관찰을 통해 하나의 요소에서 얻어지는 단위부피당 변형 에너지와 변형률 주불변량을 하중-변위 데이터와 모사 시킬 수 있는 무차원 함수를 얻을 수 있었으며, 이 과정에서 예측된 물성계수를 바탕으로 공칭응력-공칭변형률 곡선을 얻을 수 있었다.