• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제23권2호
• /
• pp.137-146
• /
• 2011

강교 제작에는 녹, 흑피 등의 이물질 제거 및 도료의 부착성 증대를 위하여 도장 전 블라스트 표면처리가 실시되고 있지만, 이러한 강교 도장용 블라스트 처리가 용접이음의 피로강도에 미치는 영향에 대한 검토는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 강교 제작시 사용되는 블라스트 처리조건에 의한 압축잔류응력 도입량을 정량적으로 평가하고, 압축잔류응력에 의한 용접이음의 피로강도 향상 정도를 검토하기 위하여, 먼저 국내 7개 강구조물 제작사의 블라스트 처리조건을 조사하였다. 이를 근거로 도출한 10가지의 블라스트 처리조건별 알멘스트립의 아크하이트와 강재시편의 표면조도, 경도 및 잔류응력을 측정하여, 이들 측정값과 블라스트 처리조건들과의 상관관계를 검토하여, 아크하이트 측정으로 압축잔류응력을 근사적으로 추정할 수 있음을 제시하였다. 그리고 블라스트 처리 전 후의 맞대기 용접이음의 압축잔류 응력 측정과 피로시험을 실시하여, 블라스트 처리에 의해 맞대기 용접이음부의 용접지단부에는 약 170MPa이상의 압축잔류응력이 발생하였으며, 이로 인하여 맞대기 용접이음의 피로강도는 용접부가 없는 원판 강재 이상으로 크게 향상됨을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제10권3호통권36호
• /
• pp.355-367
• /
• 1998

볼트 구멍의 크기가 고장력 볼트 이음부의 역학적 거동 및 내부 압축응력 분포에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 과대공 및 표준공을 갖는 고장력 볼트 이음부에 대한 실험 및 해석적 연구를 실시하였다. 실험적 연구에서는 정적 인장시험과 피로시험을 실시하여 미끄러짐 특성, 피로강도 및 피로파단 양상을 평가하였으며, 해석적 연구에서는 유한요소해석을 통하여 내부 압축응력의 분포영역을 밝히고, 내부 압축응력의 분포가 역학적 거동에 미치는 영향을 평가하였다. 실험결과, 과대공을 갖는 고장력 볼트 이음부의 미끄러짐 계수와 피로강도는 표준공을 갖는 이음부와 비교하여 큰 차이는 없으나 다소 감소하는 경향이 나타났다. 이러한 원인은 과대공 시험편의 경우 볼트 구멍의 크기가 표준공 시험편과 비교하여 상대적으로 크기 때문에 축력의 작용폭이 좁아져 마찰영역으로 작용하는 내부 압축응력의 분포영역이 작아지기 때문으로 판단되며, 이는 유한요소해석 결과로도 확인할 수 있었다. 또한, 피로시험 결과 과대공 시험편의 피로균열의 발생점이 표준공 시험편 보다 볼트 구멍 내벽에 가까운 것을 알 수 있어, 피로균열의 발생위치는 고장력 볼트의 도입축력에 의해 모재와 이음판에 형성되는 내부 압축응력의 분포영역과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
• /
• pp.310-313
• /
• 2010

본 논문에서는 등가소성힌지길이 개념을 새롭게 개선하여 도입함하여 구조물의 거동특성을 평가하는 프로그램을 개발하였다. 시간의 경과 및 외부환경 변화와 더불어 발생 가능한 지하구조물의 변상은 해당 구조물의 구성재료 및 작용하는 외압의 형태 등에 의해 다르게 나타나게 된다. 즉, 장기적인 지반외력의 변화에 의해 콘크리트 구조체의 천단부에 큰 휨압축응력과 인장을력이 생기는데, 내측에는 압축이 생기고 외측에는 인장균열이 발생한다. 또한 측벽이나 어깨부에서는 인장응력과 전단응력에 의한 균열이 발생하기도 한다. 따라서 개발된 프로그램으로 균열발생단면에 대하여 축력, 휨모멘트, 균열폭을 서로 연관 지을 수 있게 될 뿐만 아니라 균열폭의 확장을 추적해 나갈 수 있다. 해석기법을 토대로 개발된 해석모듈을 이용하여, 본 해석 기법의 타당성에 대한 검증을 실시하였다. 검증을 위해서는 수평보구조와 터널구조에 대해 각각 해석을 수행하였다. 그 결과, 구조물 내에서의 균열의 진전이 점차적으로 확장되어 가는 것이 표현 가능한 것을 확인하였으며, 해석결과의 타당성을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제12권5호
• /
• pp.169-178
• /
• 2008

압축플랜지의 설계는 단순히 종방향 보강재와 횡방향 보강재로 둘러싸인 서브패널(sub-panel)의 극한거동에 대해 적절한 안전율을 도입하여 이루어져 왔다. 그러나, 종방향 보강재의 수와 강성, 횡방향 보강재의 간격, 초기 변형량과 잔류응력의 분포 등 제 영향을 고려해서 압축플랜지 전체의 극한강도를 결정하는 것이 합리적이다. 본 연구에서는 Folded Plate 이론에 근거하여 압축플랜지에 대해 기하강성의 영향, 재료적 비선형성을 고려한 해석 프로그램을 개발하고 이를 바탕으로 국내에서 실제 시공된 강박스거더교의 압축플랜지에 적용하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
• /
• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
• /
• pp.110-117
• /
• 1997

Alloy 690 제1열 시제 전열관을 U 굽힘 가공할 시 전열관에 도입된 표면 잔류응력 및 굽힘 단면에서 치수변화 (벽두께, 진원도)를 위치별로 측정하여 평가하였다. 외측호(extrados)의 표면 잔류응력은 $\psi$=0$^{\circ}$에서 축 방향 응력이 -319 MPa (압축)로 가장 높았으며, 내측호(intrados)는 $\psi$=0$^{\circ}$, 160$^{\circ}$ 위치인 천이영역 부관에서 응력 변화가 크게 되는 경향을 보였다 측면(flank)은 인장 잔류응력으로 $\psi$=90$^{\circ}$(apex)에서 최대 190 MPa 로 축방향 응력으로 나타났다. 잔류응력치는 벽두께 보다는 진원도 변화와 일치되어 나타났으며, 시제 전열관의 벽두께 및 진원도는 ASTM의 치수 허용치 내에 포함되는 것으로 평가되었다. 잔류응력 측정은 스트레인 게이지를 이용한 구멍뚫기 방법 (Hole-Drilling Method)을 사용하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.433-442
• /
• 2003

본 연구에서는 단조하중, 반복하중, 비례하중, 비례하지 않는 하중을 받는 콘크리트 구조물의 3차원 유한요소해석을 위한 비선형 아소성 콘크리트 모델을 개발하였다. 이 구성모델은 등가일축변형률 개념을 기초로 하여 3차원 구성관계를 세 개의 서로 독립된 등가일축 구성관계로 바꾸고 이들 통하여 콘크리트의 거동을 예측하도록 모델되었다. 일축 구성관계는 Willam-Warnke의 파괴면을 이용하여 주응력공간에서 구해진 최대 압축응력으로부터 결정되었다. 특히 중수압축을 따라 재하되는 하중에 대한 콘크리트의 비선형 특성을 예측하기 위하여 파괴면에 캡면을 도입하였다. 일축 구성관계는 Popovis와 Saenz의 모델을 근거로 하여 구속응력이 증가함에 따라 취성에서 연성으로 변화하는 현상을 묘사할 수 있도록 새롭게 유도하였다. 개발된 모델을 모델의 성능을 평가하기 위하여 여러 실험결과와의 비교를 시도하였다. 먼저 일정한 구속응력과 단조하중을 받는 실험결과와 비교하였고, 이축압축실험과 비례하지 않는 하중과 반복하중을 받는 삼축압축 실험결과와 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권6A호
• /
• pp.577-585
• /
• 2009

이 논문은 원전 격납건물의 극한내압능력 평가와 비선형해석을 수행하기 위하여 개발된 해석프로그램인 9절점 퇴화 쉘 유한요소에 대하여 기술하였다. 개발된 쉘 유한요소는 퇴화 고체기법과 구조물에서 발생하는 횡전단변형도를 고려하기 위하여 Reissner-Mindlin(RM)가정을 도입하였다. 콘크리트의 재료모델은 등가응력-등가변형률의 관계를 이용하여 콘크리트의 응력과 변형률의 수준을 결정하고, 콘크리트에 균열이 발생하면 부착응력을 고려하는 인장강성모델과 균열면에서의 전단전달 메카니즘 그리고 균열면에서 압축강도 감소모델 등으로 재료적 거동을 나타내었다. 또한 균열발생기준으로 압축-인장영역에는 Niwa가 제안한 응력포락선을 도입하였고, 인장-인장영역에는 Aoyagi-Yamada가 제안한 응력포락선을 사용하였다. 개발된 프로그램의 성능은 다양한 수치예제를 통하여 검증하였다. 검증예제 결과로부터 개발된 쉘 유한요소를 이용한 해석결과는 실험결과 또는 다른 해석결과와 유사한 결과를 도출하였다.

• Composites Research
• /
• 제19권1호
• /
• pp.22-28
• /
• 2006

금속재 라이너를 갖는 복합재 압력용기는 라이너의 반복 수명 향상을 위해 제조 공정 중 라이너가 압축잔류응력을 갖도록 하는 자긴처리 공정을 적용할 수 있다. 본 연구에서는 자긴처리에 의한 라이너의 압축잔류응력과 이후의 응력 거동을 정확히 예측할 수 있는 유한요소해석 기법을 제시하고, 이러한 해석 결과를 바탕으로 복합재 압력용기의 반복 수명을 예측할 수 있는 방법을 제안한다. 재료 및 기하학적 비선형성을 고려한 3차원 비선형 유한요소해석을 통해 라이너의 응력 거동을 정확히 예측하고, 압력용기의 반복수명을 결정짓는 파라미터로 금속재 라이너의 폰미세스 응력을 도입한다. 라이너 재료에 대한 피로시험과 복합재 압력용기 시제품에 대한 반복시험을 통해 제안된 방법의 타당성과 유효성을 입증한다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제9권2호통권31호
• /
• pp.171-179
• /
• 1997

고장력 볼트 이음부에서의 힘의 전달은 부재간의 압축력 및 볼트축력에 의하여 외력과 균형을 이룸으로서 형성되어지며, 부재간의 압축력, 도입된 축력의 변화 및 미끄러짐하중 등은 볼트 체결부 및 볼트의 유효강성에 지배된다. 이때 유효강성은 일반적으로 접합부의 유효단면적과 탄성계수의 곱으로 나타내어지지만 접합부재의 유효단면적이 어느 정도가 되는지는 판단하기가 쉽지가 않다. 이를 위해서 종래에는 이음부의 탄성변형에 관계하는 유효단면적을 등가중공원통형으로 가정하여 이에 대한 여러 가지 검토가 이루어졌다. 그러나 이러한 제안식들은 설계상의 목적과 복잡한 계산을 피하기 위하여 매우 단순화시킨 것으로 어느 식이 타당한 지는 단정하기가 어려우며 이에 대한 상세한 해석적인 검토 및 실험적인 검증이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 볼트 축력에 의한 접합부재의 유효단면적 산정과 이에 대한 검증을 위하여 고장력 볼트 이음 시험편에 대해 피로시험을 실시하고 반복하중 재하 후의 마찰면의 형상을 관찰하여 유효마찰 영역을 측정하였으며, 유한 요소법에 의해 수치 해석을 실시하여 내부 압축응력의 분포형상을 밝히고 접촉면상에 발생하는 응력 분포영역을 근사화하므로서 마찰면의 형상과 내부 압축응력의 분포영역과의 관계 그리고 유효단면적의 산정 방법을 고찰하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제21권2호
• /
• pp.93-102
• /
• 2011

암석의 파괴조건식으로 Mohr-Coulomb 및 Hoek-Brown 함수가 널리 이용되고 있으나 이들 함수는 중간주 응력을 고려할 수 없다는 단점이 있다. 최근의 연구결과에 의하면 암석의 파괴강도는 중간주응력의 크기에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 따라서 주요 암반구조물의 안전설계를 위해서는 중간주응력이 고려된 3차원 암석파괴조건식이 도입될 필요성이 있다. 이 연구에서는 주응력좌표계의 자오면에서 선형으로 나타나며 또한 Mohr-Coulomb 파괴곡면의 모서리에 부드럽게 접하는 3차원 파괴함수인 Jiang & Pietruszczak(1988) 함수가 암석의 진삼축압축강도 예측에 활용될 수 있는 가능성에 대하여 논의하였다. Jiang & Pietruszczak 함수를 이용하여 실제 진삼축압축시험 결과를 모사함으로써 이 함수의 성능을 평가하였다.