• 한국생산제조학회지
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• 제6권2호
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• pp.26-33
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• 1997

In this study effect of residual stress and its redistribution in weldment on the fatigue crack propagation was investigated. Fatigue tests were conducted by the center notched specimens machined with welded plate. The residual stress and its redistribution after the crack growth were measured by the magnetizing stress indicator and hole-drilling method. Fatigue crack propagation was estimated by the specimens having residual stress redistributed after the cracks growth and having the effects of crack closure. Crack growth rates were predicted and compared with experimental results. It had been found that the predicted crack propagation rates have a good agreement with experimental results when the redistribution of residual stress was considered.

• Journal of Welding and Joining
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• 제6권4호
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• pp.27-34
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• 1988

The objective of this paper is to investigate the effect of residual stress on fatigue crack growth behavior. For this purpose, submerged arc welding was performed on SM50A steel plate and post weld heta treatment (PWHT) was followed. Residual stress distribution on the weld plate was determined by a hole drilling method and a series of .DELTA.P-const. and .DELTA.K-decreasing fatigue test were performed on the three different regions, i.e. weld metal, HAZ and base metla. Following conclusins were achieved. 1. In "as welded" specimens, tensile residual stresses were produced in the center portion of the specimen while compressive residual stresses were produced near the edges. In PWHT specimens, however, most of the residual stresses were disappeared. 2. The fatigue crack growth behavior in low .DELTA.K region was considerably affected by the presence of residual stress in both "as welded" and PWHT specimens. 3. Because of the relaxation of residual stresses in PWHT condition, the values of m increased from 2.62-2.78 (in the "as welded" condition) to 3.57-3.91 (in the "PWHT" condition)3.91 (in the "PWHT" condition)condition)

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권7호
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• pp.2234-2245
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• 1996

In this study residual stress in weldment was considered about the effect on the fatigue propagation and about the effect of redistribution of residual stress. Then, fatigue tests were conducted by the center notched specimens machined with welded plate. The residual stress and its redistribution after the crack growth were measured by the magnetizing stress indicator and hole-drilling method. Fatigue crack propagation was estimated by the specimens having residual stress redistributed after the cracks growth and having the effects of crack closure. Crack growth rates were predicted and compared with experimental results. It had been found that the predicted crack propagation rates have a good agreement with experimental results when the redistribution of residual stress was considerd.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.773-782
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• 2002

본 연구에서는 향후 사용빈도가 증가할 것으로 예상되는 SM570, POSTEN60 및 POSTEN80 강재를 대상으로 용접선 방향이 피로균열성장속도에 미치는 영향, 용접방법 및 강도등급에 따른 피로균열성장특성, 그리고 각 재질별(모재부, 열영향부, 용접금속부) 피로균열 성장특성을 정량적으로 평가하기 위해서 CT시험편을 제작해서 일련의 피로시험을 실시하였다. 피로시험결과 노치가 용접선과 평행한 시험체의 경우 노치선단에 존재하는 압축잔류응력의 영향으로 노치가 용접선과 직각인 시험체의 경우보다 피로균열성장속도의 지연현상이 현저해지는 것을 알 수 있었다. 그리고 용접 방법에 따른 피로균열성장특성은 강재의 강도등급에 관계없이 FCAW가 SAW에 비해서 피로균열성장속도의 분산이 적게 나타나고 있으며, 또한 높은 응력확대계수범위 영역에서 피로균열성장속도의 수렴현상이 나타나는 것을 알 수 있었다. 한편 본 피로시험결과와 기존의 연구결과를 비교하면 피로균열성장영역에서의 피로균열성장속도는 유사한 경향을 나타내고 있으므로 본 연구에서 대상으로 한 강재는 피로안전성을 충분히 확보하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.423-435
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• 1998

본 연구에서는 기존의 강교에서 흔하게 발견되고 있는 맞대기 용접부의 용입불량으로 인한 부재의 피로강도 저하도를 정량적으로 평가하고자 하였다. 이를 위하여 강교량의 재료로 널리 사용되고 있는 SWS490강으로 제작된 완전용입 및 용입깊이가 서로 다른 불완전용입 맞대기 용접시험편을 대상으로 일정진폭하중시험을 수행하여 S-N선도를 산출하고 이를 비교 검토하였으며, 파괴역학적 방법을 이용하여 불완전용입 용접재의 피로수명을 계산하였다. 본 연구의 결과로서, 완전용입 용접재의 경우 AASHTO의 피로강도등급선도와의 비교에서 피로한도값은 A등급보다 높은 값을 보였고, S-N선도의 기울기는 5.57로 매우 높게 나타났다. 불완전용입 용접재의 경우 불완전용입깊이 D가 증가함에 따라 피로강도가 감소하는데, D=14.7mm인 경우 AASHTO의 E'등급보다 낮게 나타난다. 불완전용입 용접재의 파손거동에서 피로균열은 내부 용접루트 선단부에서 a/c가 매우 작은 반타원형 표면균열의 형태로 발생하고, 시험체의 두께방향으로 진전하여 최종파손을 유발한다. 파괴역학적 방법을 이용한 불완전용입 용접재의 피로수명을 평가하기 위하여 3차원 반타원형 균열형상에 대한 응력확대계수 K를 유한요소해석으로 구하였다. 여기서 얻어진 K값과 실험으로 얻어진 Paris식의 상수를 이용하여 불완전용입 용접재의 피로수명을 계산하여 비교하였다. 그리고 실제 불완전용입 맞대기용접부의 파손으로 붕괴사고가 발생한 성수대교의 수직재에 본 연구결과를 적용하여 피로수명을 계산해 보았다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.239-241
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• 2004

Stress intensity factor of semi-circular crack front was calculated by FEM, and also allowable crack size which doesn‘t break out the fracture by SCC in residual stress field of STS materials. Allowable crack size was increased with compressive residual stress provided by shot peening on material surface, and with magnitude of compressive residual stress for depth direction.

• 산업기술연구
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• 제21권A호
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• pp.329-336
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• 2001

In this study, a series of fatigue tests are carried out in order to estimate quantitatively the characteristics of fatigue crack growth rate for high strength steels of SM570, POSTEN60, and POSTEN80 steel, that is, the influence on fatigue crack growth rate according to the welding line, the characteristics of fatigue crack growth according to the welding method and the kinds of steel, and the characteristics of fatigue crack growth for base metal, heat affected zone and weld metal. From the test results, in case that the notch if parallel to welding line, it knows that the retardations of fatigue crack growth rate in crack tip at early stage increase remarkably than in case that the notch is perpendicular to welding line due to compressive residual stress. And the characteristics of fatigue crack growth rate according to welding method are that the dispersion of fatigue crack growth rate in case of FCAW method is smaller than that of SAW method. Also, it knows that the fatigue crack growth rate converges in high stress intensity factor range.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.93-106
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• 2001

선체 구조에서 피로 손상을 받기 쉬운 용접 부위인 T형 이음부(T-joint) 및 호퍼 너클 이음부(hopper knuckle joint) 모델의 피로실험 및 선형탄성 파괴역학을 이용한 피로균열 진전해석을 수행하였다. 집중 응력(hot spot stress)을 적용하여 정의된 균열 개시수명(균열 깊이 1mm)을 기준으로 하는 통합된 S-N선도를 작성하였으며, 잔류응력을 고려한 피로균열 진전해석을 통하여 피로균열 진전수명을 정확히 예측할 수 있었다. 또한, 임의의 형상을 가지는 용접 이음부(weld joint)의 피로균열 진전수명에 대한 정량화의 가능성을 확인하였다.