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Influence of Load on Welding Stress Distribution of Structural Steel
이상형,장경호,Lee, Sang Hyong,Chang, Kyong Ho Korean Society of Steel Construction 2004 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.16 No.5
강교량과 같은 구조물에 일반적으로 사용되는 강재는 부식에 약하며, 박판상 구조를 이룰 수 있다는 특징을 갖고 있다. 따라서, 이와 같은 강교량은 차량하중의 증가, 부식 등과 같은 외적요인에 의해 손상되어지기 쉬우며 그에 따른 보수 보강이 요구된다. 그리고, 강교량과 같은 강재 구조물의 보수 보강 방법들은 일반적으로 절단, 볼팅, 및 용접과정을 수반하게 된다. 그러나, 보수 보강 작업을 위해 행해지는 절단 및 용접에 의해 발생되는 응력 및 변형의 특징에 대해 아직 명확히 밝혀지고 있지 않다. 또한, 기존의 안전진단 방법으로는 용접에 의한 보수 보강 작업중 구조물의 안전을 평가하는 것은 문제가 있다. 따라서, 용접에 의한 보수 보강 작업에 따른 구조물의 안전에 대한 신뢰 및 기본적 자료를 확보하기 위해 절단 및 용접과 같은 입열에 의해 발생하는 응력을 일반화 하였다. 또한, 이와 같은 입열에 의해 발생하는 응력에 미치는 작용하중의 영향을 조사하였다. Steel materials, which are normally used in bridge structures, are prone to corrosion and have thin plate structures. Steel bridges that have been damaged through increased vehicle load and corrosion are frequently expected to be strengthened. Repair or strengthening methods generally include cutting, bolting, and welding. The basic characteristics of stress and deformation behavior generated by cutting and welding in the course of the repair work, however, are not yet understood. It is difficult to say whether the safety of the structure after welding conforms with existing safety evaluation methods.Therefore, to gain confidence in the material and to guarantee the safety of the structure after welding, the stress generated by heat, through welding and cutting, was generalized. The effect of additional loads with respect to stress generated by heat was also investigated.
공용중 보수용접에 의한 용접부의 응력 및 변형의 거동 - 인장력 작용중 균열보수용접에 의해 생기는 응력 및 변형의 거동 -
장경호,이상형,전준태,Chang, Kyong-Ho,Lee, Sang-Hyong,Jeon, Jun-Tai 한국강구조학회 2000 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.12 No.3
차량하중의 증가 및 부식 등에 의해 손상된 강교량 구조물들은 보수 보강이 요구되어진다. 손상부채를 보수 보강하는 방법은 단면결손이 없다는 장점을 가진 용접에 의한 보수방법이 유리하다. 3차원 탄소성해석 결과를 토대로 공용중 보수용접에 의해 생기는 응력과 변형의 거동에 대해 연구하였다. 균열이 있는 부재에 하중만 작용할 경우 과도 응력의 크기는 보수용접균열길이 및 균열깊이가 큰 순으로 크다. $80MPa({\sigma}_y/3)$ 및 $140MPa({\sigma}_a)$의 응력 작용시 보수용접에 의해 발생되는 응력의 크기는 무응력 상태에서 보수용접시 발생되는 응력의 크기와 하중재하에 의해 생긴 응력의 크기의 합과 비슷하다. 응력 작용시 보수용접에 의해 발생되는 용접선방향 인장과도응력 성분은 부재폭에 대한 균열 길이비(1/b)가 커지면 커짐을 알 수 있다. 또한, 응력 작용시 보수용접에 의해 발생되는 용접선 직각방향의 면내수축변위의 크기는 보수용접길이가 긴순으로 크다. It is much expected that steel bridges, which have been damaged by increase of vehicle load and corrosion, need repair or strengthening. In this paper, the stress generated by repair welding under loading are analyzed by three dimensional elasto-plastic analyses. The longer and deeper repair weld line bocemes, the larger the magnitude of transient stress becomes. The magnitude of transient stress generated by repair welding under loading $({\sigma}_y/3,\;{\sigma}_a)$ is similar to summation of stresses generated by repair welding and loading. The longer repair weld line ratio(1/b) becomes, the larger the magnitude of transient stress generated by repair welding under loading bocomes. And, the longer repair weld line ratio(1/b) becomes, the larger the magnitude of in-plane displacement generated by repair welding under loading$({\sigma}_y/3,\;{\sigma}_a)$.
장경호,이진형,이상형,이은택,Chang, kyong Ho,Lee, Chin Hyung,Lee, Sang Hyong,Lee, Eun Taik 한국강구조학회 2003 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.15 No.3
본 연구는 동종강재 및 이종강재 용접시 발생하는 잔류응력 특징을 파악하기 위해서 유한 요소법을 이용한 3차원 탄소성해석을 수행하였다. 결과에 의하면, 동종강재 맞대기용접시 용접부의 잔류응력은 고강도강재의 인장강도가 클수록(POSTEN60 <POSTEN80) 증가하였고, 이종강재 맞대기용접시 용접부의 잔류응력은 SM400과 접합되는 고강도강재의 인장강도가 클수록 (POSTEN60 <POSTEN80) 잔류 응력의 크기의 차이가 증가하였다. 그리고 동종강재 필렛용접시 용접부의 잔류응력은 플랜지와 웨브의 인장강도가 클수록 (POSTEN60 <POSTEN80) 증가하였고, 이종강재 필렛용접시 용접부의 잔류응력은 플랜지(SM400)와 접합되는 웨브의 인장강도가 클수록 (POSTEN60 <POSTEN80) 용접 토우 에서 잔류응력의 크기의 차이가 증가하였다. This study, investigated the characteristics of residual stress in weldis composed of similar or dissimilar steels, are investigated byusing 3three-dimensional thermal elasto-plastic FEM analysis. The results showed that for the groove welding of the similar steels, increasedthetensile strength of the steels (POSTEN60 <POSTEN80) increased the residual stress in the welds and for the groove welding of the dissimilar steels, increasedthe difference between the tensile strengths of the steels (POSTEN60 <TOSTEN80) that wasere welded together with SM400 increased the difference in the magnitude of the residual stress. Similarly, the residual stress in the welds increased during the fillet welding of the similar steels and the difference in the magnitudes of the residual stresses between the flange toe and the web toe increased during the fillet welding of the dissimilar steels.
장경호,이상형 중앙대학교 기술과학연구소 2000 기술과학연구소 논문집 Vol.30 No.-
강교량과 같이 여러부재가 용접에 의해 접합되어진 구조에서 용접지단부에 작용하는 응력은 구조적인 응력집중과 국부적인 응력집중의 영향을 받아 커지는 경향이 있다. 이와 같이 구조물에 있어서 구조적인 응력 집중부 및 용접접합에 의해 잔류응력이 존재하는 부위 중 솔플레이트 용접부는 복합적인 요인에 의해 주형의 파단에까지 직접적인 영향을 줄 수 있다.이에 본 연구에서는 솔플레이트를 플레이트 거더교의 하부 플렌지와 용접 접합한 후 작용하는 하중에 의해 응력 집중부에 생기는 응력의 거동을 3차원 탄소성 해석을 통해 검토하였다. 하중만 작용하는 경우 교축방향 및 교육직각방향의 응력은 작용 하중순(Type Ⅲ>Type Ⅱ>Type Ⅰ)으로 큰 인장응력이 발생되었다. 한편, 용접잔류응력이 작용하는 상태에서 하중이 작용하는 경우(Case C)에 발생하는 인장잔류응력의 크기는 하중만 작용하는 경우(Case A)에 발생하는 응력과 용접에 의해 발생하는 응력(Case B)을 합한 것과 결과가 비슷하다. The stress of weld of toe due to the structural and local stress concentration is becoming large in constructing the steel bridges which were assembled by plates and stiffeners. The welding joint of sole plate, which is caused by stress concentration, have an effect on fracture of main girder generated by several complex factors. In this paper, the stress generated by application of load on the sole plate with welding residual stress is analyzed by three dimensional elasto-plastic analyses. In the Case A, the magnitude of stress becomes larger in the order, Type Ⅲ, Type Ⅱ, Type Ⅰ. On the other hand, the magnitude of residual stress generated by application of load on the sole plate with welding residual stress is similar to summation of stress generated by welding and loading.