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판 두께와 볼트 크기를 고려한 고장력 볼트 이음부의 극한 거동
김성보,최종경,허인성,Kim, Sung-Bo,Choi, Jong-Kyoung,Heo, In-Sung 한국전산구조공학회 2008 한국전산구조공학회논문집 Vol.21 No.5
본 연구에서는 판 두께와 볼트 크기에 따른 고장력 볼트 마찰이음부의 극한 거동을 비선형 유한 요소 해석 및 실험을 통하여 분석하였다. 볼트의 크기 및 모재의 두께가 고장력 볼트 마찰이음부에 끼치는 영향을 미끄러짐 하중, 볼트의 변형 및 파괴하중과의 관계와 함께 파악하였다. M20, M22, M24의 세가지 볼트와 모재의 두께가 12mm, 16mm, 20mm, 30mm, 40mm인 경우에 대하여 압축력을 받는 고장력 볼트 이음부의 극한 거동을 고찰하였다. 이음부의 힘-변위 관계 및 외력-변형도 관계를 실험적으로 도출하였으며 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQYS를 사용한 수치해석 결과와 비교, 분석하였다. The ultimate behavior of high-tension bolted joints with various plate thickness and bolt size is investigated using nonlinear F.E. analysis and experimental study. The relation with sliding load, bolt deformation, and failure modes are presented based on plate thickness and bolt size. Three kinds of the bolt diameter(M20, M22, M24) and five types of the steel plates (l2mm, 16mm, 20mm, 30mm, 40mm) are considered for the ultimate behavior of the bolted joints. The numerical model, constructed by commercial F.E. program, ABAQUS, of ultimate behavior of bolted joints is introduced and verified by experimental results. The force-displacement and force-axial strain relations are measured and compared with the results by 3D finite element analysis.
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한진희,최종경,허인성,김성보,Han, Jin Hee,Choi, Jong Kyoung,Heo, In Sung,Kim, Sung Bo 한국강구조학회 2008 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.20 No.2
본 논문에서는 압축력을 받는 고장력 볼트 마찰이음부의 미끄러짐 거동을 3차원 유한요소 해석 및 실험을 통하여 규명하였다. 모재의 두께가 고장력 불트이음부에 끼치는 영향을 미끄러짐 하중, 볼트의 변형 및 파괴하중과의 관계와 함께 파악하였다. 초기 미끄러짐 하중 이후의 볼트의 강성을 고려한 이음부의 거동 모델을 제시하고 유한요소해석 및 실험을 통하여 비교, 분석하였다. 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS에서 지원되는 고체요소를 사용하여 해석모델을 작성하였고 모재 사이의 마찰 및 미끄러짐이 발생한 이후 볼트와 모재 사이의 마찰 등을 고려하였다. 기존의 문헌에 제시된 여러 가지 강재의 응력-변형도 관계를 적용하였으며 미끄러짐 변위와 볼트 주변의 축응력들을 비교하였다. 모재의 두께가 볼트의 직경보다 작은 경우에는 압축력에 의한 휨좌굴에 시험체에 발생하였고 모재의 두께가 볼트 직경보다 두꺼운 경우에는 볼트의 전단파괴가 이음부의 극한강도를 나타냄을 파악하였다. In this study, the slip behavior of high-tension bolted joints subjected to compression force is investigated through 3D finite element analysis and experiments. The relation with sliding load, bolt deformation, and failure load are studied with the metal thickness affecting the bolted joint. The post-sliding behavior considering bolt stiffness is presented and compared with the results by finite element and experiments. The finite element model is constructed by solid elements in ABAQUS, in consideration of all the friction effects between metal plates and bolts. The stress-strain relations in the literature are used, and the sliding displacements and axial stresses around the bolt connection are investigated. The flexural buckling of species happened when the plate thickness is less than the bolt diameter. However, the shear failures of bolt occurred in the opposite case.
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