용접강교량(鎔接鋼橋梁) 부재(部材)의 충격(衝擊) 및 피로파괴거동(疲勞破壞擧動)에 관한 연구(硏究)

장동일,민창동,용환선,Chang, Dong Il,Min, Chang Dong,Yong, Hwan Sun 대한토목학회 1985 대한토목학회논문집 Vol.5 No.4

국내강교량(國內鋼橋梁)에서 사용(使用)되는 대표적인 강종(鋼種)인 SWS50에 대한 파괴거동(破壞擧動)의 거시적(巨視的)인 고찰(考察)을 통하여 충격파괴거동(衝擊破壞擧動)과 피로거동(疲勞擧動)을 조사(調査)하여 미시적(微視的)인 고찰(考察)과의 관계(關孫)를 추적하는데 필요(必要)한 기초자료(基礎資料)의 제시와 국내(國內) 생산(生?)시판 강종(鋼種)에 대한 파괴제어(破壞制御)의 자료(資料)를 제공한다. In this study, impact fracture and Fatigue behaviors of SWS50 steel are investigated in terms of macroscopic view. Then the fundamental data needed to trace the relationship between macroscopic and microscopic views and the data for fracture control of steels manufactured in domestic are represented.

강섬유보강콘크리트의 파괴거동에 관한 실험적 연구

장동일,곽종현,채원규,Chang, Dong-Il,Kawk, Jong-Hyun,Chai, Won-Kyu 대한토목학회 1991 대한토목학회논문집 Vol.11 No.3

본 논문에서는 강섬유보강콘크리트 구조물의 파괴거동을 규명하기 위하여 파괴실험을 수행하였다. 실험대상 시험체는 모두 36개였으며, 실험시 시험체의 하중의 변화에 대한 휨 변형률과 중앙처침량의 변화를 관찰하였다. 이들 결과를 토대로, 강섬유 혼입량, 강섬유 형상비와 초기균열비의 변화에 대한 강섬유보강콘크리트의 파괴거동을 고찰하였으며, 강섬유보강콘크리트의 울력확대계수, 인성지수, 휨강도를 계산 비교하였다. 아울러 회귀분석에 의하여 강섬유보강콘크리트의 휨강도를 예측할 수 있는 예측공식을 유도하였다. In this paper, fracture tests were carried out in order to investigate the fracture behavior of SFRC (Steel Fiber Reinforced Concrete) structures. Thirty six SFRC beams were used in this test. The relationships between loadings, strains, and mid-span deflections of the beams were observed under the three point loading system. From the test results, the effects of percentage of fiber by volume, the fiber aspect ratio and the initial crack depth ratio on the concrete fracture behavior were studied, and the stress intensity factors, the thoughness index, and the flexural strength of SFRC beams were calculated. According to the regression technique, some empirical formulae for predicting the flexural strength of SFRC beams were also suggested.

인장부재(引張部材)에 뚫은 Stop-hole 이 피로균열성장율(疲勞龜裂成長率)에 미치는 영향(影響)에 관한 연구(?究)

장동일,정경섭,Chang, Dong Il,Jung, Kyoung Sup 대한토목학회 1987 대한토목학회논문집 Vol.7 No.4

본 연구는 피로균열이 발생한 부재의 응급적인 보수, 보강방법으로 예로부터 실제로 이용되어 온 stop-hole에 대하여 그 보수, 보강효과를 잔존수명의 관점에서 정량적인 평가를 시도한 것이다. 이를 위하여 대상 시험편에 대한 피로시험을 실시하여 그 피로거동을 검토한 결과, 피로균열에 대한 응급조치로서 stop-hole을 이용할 경우, 균열이 탄소성 거동을 하는 영역에 이르기 전에 처리하는 것이 바람직함을 알 수 있었다. Stop-hole method is one of the conventional methods for the temporary repair or reinforcement of the member in the case that the structural steel member has a fatigue crack. In this study, the stop-hole method. have been estimated quantitatively in terms of survival life time of the side edge cracked specimen. For this purpose, fatigue tests have been performed on the test specimens and the fatigue crack growth rates of the structural steel (SS41) members have been measured under load of constant amplitude. The results of this experiment show that it is desirable to use the stop-hole method before the crack reaches the region of elasto-plastic behaviour.

철근(鐵筋)콘크리트 구조물(構造物)의 전단거동(剪斷擧動)에 관한 연구(?究)

장동일,곽계환,Chang, Dong Il,Kwak, Kae Hwan 대한토목학회 1987 대한토목학회논문집 Vol.7 No.1

Fatigue fracture of reinforced concrete structures are characterized by considerably larger strains and microcracking as compared to fracture of R.C. structures under static loading. The strain of stirrup is increased suddenly by the occuring of inclined crack and the average strain ${\epsilon}_{\omega}$ of all stirrups in a structure at maximum load increase approximately in proportion to log N. The structures critical in longitudinal reinforcement seemed to have an endurance limit of 60~70 percent of static ultimate strengths for 1,000,000 cycles. In this test, the average fatigue strength at 1,000,000 cycles for all structures tested was approximately 65 percent of the static ultimate strength. 피로하중(疲勞荷重)을 받는 RC 구조물은 정하중(靜荷重)을 받는 경우에 비(比)하여 큰 변형율(變形率)과 미세균열(微細龜裂)을 수반하게 된다. 계속되는 반복하중(反復荷重)으로 인하여 균열(龜裂)은 진전(進展)하게 되고 이러한 균열부(龜裂部)의 응력집중(應力集中)은 스터럽과 인장철근(引張鐵筋)의 변형율(變形率)을 계속 증가(增加)시키게 되어 결과적(結果的)으로 RC 구조물은 파괴(破壞)단계에 이르게 된다. 스터럽의 변형율(變形率)은 사인장균열(斜引張龜裂)이 발생(發生)하면서 급격한 증가(增加)를 보이게 되며 이와 같은 스터럽의 평균변형율(平均變形率)은 반복회수(反復回數)(N)의 증가(增加)에 따라 logN에 비례함을 알 수 있었다. 이와 같이 RC 구조물의 파괴(破壞)는 콘크리트의 균열성장(龜裂成長)과 밀접한 관계가 있다. 또한, RC 구조물의 피로수명(疲勞壽命)을 100만(萬) cycle로서 볼 때 이에 대한 피로강도(疲勞强度)는 정적극한강도(靜的極限强度)의 약 60~70% 정도로 알려져 있다. 본(本) 실험(實驗)에서 사용(使用)된 RC 구조물의 피로강도(疲勞强度)는 약 70%로서 기존의 연구결과(硏究結果)와 잘 부합됨을 확인 할 수 있었다. 따라서 RC 구조물이 이보다 높은 피로하중(疲勞荷重)을 받게되면 피로수명(疲勞壽命)은 훨씬 짧아지게 되며, 이와 같이 피로하중(疲勞荷重)과 피로수명(疲勞壽命)과의 관계는 서로 반비례(反比例)함을 확인할 수 있었다.

강도로교의 내하력 통계분석과 해석에 관한 연구

장동일,이희현,엄영호,Chang, Dong Il,Lee, Hee Hyun,Eom, Yeong Ho 대한토목학회 1988 대한토목학회논문집 Vol.8 No.1

Fatigue phenomena usually occur in the structures such as bridges subjected to repeated loading with increasing service year. Especially, applied stresses happen to approach to design values due to rapid increase of traffic volume and vehicle weight, so it gives serious effects to the stability of bridges. Therefore, in this paper, the data for load carrying capacity of bridges obtained from field tests were analysed statistically to investigate bridge behaviour and a basic approach to estimate the impact factor was proposed after a comparison war made between field-test data and the calculated values obtained by using matrix structural analysis method. 교량과 같이 지속적인 반복하중을 받는 구조물에서는, 사용년수의 증가에 따라 각 구성요소에는 피로현상이 발생한다. 특히 근간의 교통량의 비약적인 증가로 안한 과대응력의 발생은 강교량의 안전성에 심각한 영향을 부가시켜 주고 있다. 이에 본 논문에서는 실제 교량으로부터의 내하력 조사 자료를 통계 정리하여 강교량의 유지 보수를 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 하고 이값들을 매트릭스 구조 해석법을 이용한 수치해와 비교한 후 기존교량의 충격계수를 실측에 의하지 않고서도 개략적으로 예측할 수 있는 기본 방법을 제시하였다.

변동하중을 받는 강구조부재의 피로거동 해석

장동일,곽종현,박용걸,Chang, Dong Il,Kwak, Jong Hyun,Bak, Yong Gol 대한토목학회 1988 대한토목학회논문집 Vol.8 No.2

본 연구의 목적은 변동하중을 받는 구조부재의 피로거동을 해석하는 것이다. 이 연구의 해석과정은 다음과 같다. (1) 도로교의 실동응력파측정 및 통계적해석 (2) 등가의 일정진폭하중과, 통계적해석에 의해 모형화된 변동하중하(下)의 피로시험 (3) 등가응력개념의 RMC 모델에 의한 변동하중하(下)의 피로해석 등가응력개념에 의한 변동하중하(下)의 피로해석은 대부분의 구조용강재의 균열성장속도회귀지수가 $m{\fallingdotseq}3$이므로 이론적으로 RMC 모델이 합당하다. 변동하중하(下)의 피로시험해석결과 RMC 모델이 기존의 RMC 모델보다 변동하중에 의한 피로거동치(da/dN-${\Delta}K$, $N_f$)에 더 가까웠다. 또 변동하중하(下)에서 응력범위의 변화로 인한 interaction효과나 응력범위적용순서(sequence)효과 등은 피로수명에 거의 영향을 미치지 않으며, 응력범위변화속도가 클수록 피로균열성장속도가 빨라짐을 알 수 있었다. The principle objective of this study is to evaluate the fatigue behavior of structural steel components of highway bridges subjected to service stresses. The main aspects of this investigation are; 1) a measurement and statistical analysis of service stress cycles observed in highway bridge. 2) fatigue tests under equivalent constant-amplitude(CA) loading and simulated variable-amplitude(VA) loading 3) a evaluation of the fatigue behavior under VA-loading by eqivalent root mean cube (RMC) stress range. Theoretically, the RMC model is adequate in evaluation of fatigue behavior under VA-loading, because the regression coefficient (m) of crack growth rate is 3 approximately. The result of fatigue test shows that the RMC model is fitter than the current RMS model in fatigue evaluation under VA-loading. The interaction effects and sequence effects under VA-loading affect little fatigue life of structural components. As the transition rate of stress ranges is higher, the crack growth rate is higher.

용접(鎔接)이음한 구조강(構造鋼)의 소인장시험편(小引張試驗片)에서의 피로구열진전거동(疲勞龜裂進展擧動) (용접방향(鎔接方向), 입열량(入熱量), 용접재료(鎔接材料)의 강도(强度) 등이 다를 때)

장동일,정영화,Chang, Dong Il,Chung, Yeong Wha 대한토목학회 1984 대한토목학회논문집 Vol.4 No.2

횡방향(橫方向)과 종방향(縱方向), 대입열용접(大入熱鎔接)과 소입열용접(小入熱鎔接), 모재(母材)와 같은 강도(强度)의 용접재료(鎔接材料) 사용(使用)과 모재(母材)보다 낮은 강도(强度)의 용접재료(鎔接材料) 사용(使用) 등으로 서로 비교되는 용접(鎔接)이음의 소인장시험편(小引張試驗片)을 만들어서 피로시험(疲勞試驗)을 행하여 피로구열(疲勞龜裂) 진전속도(進展速度) ${\frac{da}{dN}}$와 구열선단(龜裂先端) 부근의 응력확대계수(應力擴大係數)의 변동범위(變動範圍) ${\Delta}K$와의 관계곡선(關係曲線)을 그려서 비교시험간(比較試驗間)의 모재(母材), 열영향부(熱影響部) 및 용착금속부(鎔着金屬部)로 구분, 혹은 지금까지의 연구자료(硏究資料) 등과 비교검토하였다. 이 결과, 다음과 같은 현상들을 알 수 있었다. 기본적(基本的)으로, 용접방향(鎔接方向), 용접입열량(鎔接入熱量), 용접재료(鎔接材料)의 강도(强度), 혹은 모재(母材), 열영향부(熱影響部) 및 용착금속부(鎔着金屬部)의 구분 등에 따라 ${\frac{da}{dN}}-{\Delta}K$관계에 큰 차이가 없었다. 다만, 첫째, 소재(素材)에 대한 경우에 비해 대개 처음은 같은 ${\Delta}K$에서 ${\frac{da}{dN}}$가 상당히 늦다가 점차 증가하여 중간쯤에서 같아진 후 끝 부분에서 같은 ${\Delta}K$에서${\frac{da}{dN}}$가 다소 빨라짐을 알 수 있었다. 둘째, 열영향부(熱影響部)에서 용접금속부(鎔接金屬部)로 진전(進展)하면서 ${\frac{da}{dN}}$가 다소 늦어지는 것을 알 수 있었다. 셋째, 용접방향(鎔接方向)과 구열방향(龜裂方向)이 평행인 경우가 직각인 경우에 비해, 모재(母材)와 같은 용접재료(鎔接材料)를 쓴 경우 소입열용접(小入熱鎔接)인 경우가 대입열용접(大入熱鎔接)인 경우에 비해, 모재(母材)보다 낮은 용접재료(鎔接材料)를 쓴 경우 대입열용접(大入熱鎔接)인 경우가 소입열용접(小入熱鎔接)인 경우에 비해, 대입열(大入熱)의 평행용접(鎔接)의 경우를 제외한 모든 용접(鎔接)에서 모재(母材)와 같은 강도(强度)의 용접재료(鎔接材料)를 쓴 경우가 모재(母材)보다 낮은 강도(强度)의 용접재료(鎔接材料)를 쓴 경우에 비해 ${\Delta}K$가 낮은 시기(時期)에 일찍 저속(低速)으로 구열(龜裂)이 시작되어 ${\Delta}K$의 큰 증가없이 ${\frac{da}{dN}}$가 빠르게 증가한 다음 다른 경우와 같은 성상(性狀)으로 진전됨을 알 수 있었다. 넷째, 소입열용접(小入熱鎔接)의 경우 평행용접(鎔接)이 직각용접(鎔接)에 비해, 소입열용접(小入熱鎔接)이 대입열용접(大入熱鎔接)에 비해 같은 ${\Delta}K$에서 ${\frac{da}{dN}}$가 다소 늦은 것을 알 수 있었다. With the weld-joined compact tension specimens compared with each other, that is, transverse and lengthwise about the crack propagation direction, high and low in the input heat level, same as and lower than the base metal in the strength of weld material, the fatigue test were performed. With these data, the log-log curves between the fatigue crack propagation rate ${\frac{da}{dN}}$ and the transition range of the stress intensity factor ${\Delta}K$ ahead the crack tip were drawed. These curves were compared and estimated among each compared specimens, among each zones, that is, the base metal, the heat-affected metal and the weld-mixed metal, and between this study and the past studies. Basically, Little difference in the slope of the $da/dN-{\Delta}K$ relation was showed in all the welded directions, all the input heat levels and all the zones. But, First, to comparison with in the past studies about the base metals, it was showed that da/dN started in the much later rate, increased faster and stoped in the little faster rate. Second, it was showed that, near the time the crack's going from the heat-affected zone to the weld-mixed metal da/dN decreased a little for a while. Third, in the lengthwise weld compared with the transverse weld, in the high input heat weld compared with the low input heat weld in the case used the weld material of the same strength as the base metal, in the opposite case in the case used the one of the lower strength than the base metal, in the case used the weld material of the same strength as compared with the lower strength than the base metal beside the high input heat and the lengthwise weld, it was showed that the crack occured earlier in lower ${\Delta}K$ and later da/dN, the curves went with the same slope. Forth, in the lengthwise weld compared with the transverse weld in the low input heat weld, in the low input heat weld compared with the high input heat weld, it was showed that da/dN went with the lower level.

구조강(構造鋼) 용접부(鎔接部)의 국부인성분포(局部靭性分布)에 관한 연구(?究)

장동일,용환선,김동희,Chang, Dong Il,Young, Hwan Sun,Kim, Dong Hee 대한토목학회 1984 대한토목학회논문집 Vol.4 No.3

용접구조에 있어서 가장 위험한 단면은 용접부이며 대부분의 파괴가 용접부로부터 발생하였다. 따라서 용접부의 파괴거동을 확인하는 것은 파괴방지를 위하여 중요한 요소라 할 수 있다. 본 연구는 용접부의 파괴거동에 관한 기초적인 연구로서 용접부의 국부적인 인성분포와 다층용접의 효과 및 잔류응력제거풀림의 효과를 조사하였다. 연구에 사용된 기본소재로서는 피로이력을 갖고 있는 강재와 피로이력이 없는 강재를 선택하였다. 용접부에서 미사용강재(피로이력이 없는 강재)모재, 열영향부 용착금속의 파괴인성이 각각 차이가 있었고 용착금속은 균열저지능력으로서 파괴인성이 가장 작아서 파괴발생원이 될수 있음을 확인하였다. 특히 본연구의 대상강재인 기사용강재(피로이력을 갖고 있는 강재)는 파괴인성이 용착금속 보다 작아서 균열이 존재하는 경우 가장 취약한 단면이 될수 있다는 것을 확인하였다. 다충용접은 용접부에 결합이 존재하지 않는다면 안정개선에 효과가 있음을 확인하였고 또한 잔류응력제거 풀림은 본연구에 관한 한은 효과가 없는 것으로 밝혀졌다. In the welded structure, the most dengerous section is welded parts and almost fractures of welded structure occur from welded parts. Accordingly, in other to prevents of fracture, it is important seeking the fracture behavior of welded parts. In this study as basic investigation of fracture behavior of welded parts, it is investigated that local distribution of fracture toughness and effect of multipass electrode welding, also effect of release of residual stress were investigated, as the subjected. material, the used steel having fatigue history and unused steel were selected. As the result of this study, it is dear that the base metal of unused steel and heat affected zone and weld metal are different each other in fracture toughness, and it seems clear that the weld metal may will become source of fracture because of it having the most low fracture toughness. Especially, in the case of crack occur in the used steel, it will be the most brittle section in the structure because of it having low fracture toughness then weld metal. It affirmation that, if welded parts has not flaw, the multi pass electrode welding effective to improve of fracture toughness, also release of residual stress is none effective to improve of fracture toughness in this study.

구조용(構造用) 연강재(軟鋼材)에 대한 피로경화(疲勞硬化)의 영향(影響)에 관한 연구(硏究)

장동일,용환선,황윤국,Chang, Dong Il,Yong, Hwan Sun,Hwang, Yoon Koog 대한토목학회 1982 대한토목학회논문집 Vol.2 No.4

강구조물(鋼構造物)의 안전유지(安全維持) 및 보수보강(補修補强)에 필요한 자료(資料)를 얻기 위해, 공용이역(供用履歷)을 갖는 강재(鋼材)와 갖지 않는 강재(鋼材)의 기계적(機械的) 성능(性能) 및 인성변화(靭性變化)를 실험적(實驗的) 방법(方法)을 통(通)해 비교검토 하였다. 본(本) 연구(硏究)에서는, 공용중(供用中)에 받은 피로누적(疲勞累積)에 의한 경화(硬化) 및 취화인성저하(脆化靭性低下)등을 검토하였으며, 파악된 사항이 강구조물(鋼構造物) 연결방법(連結方法)에 사용되고 있는 용접(鎔接)에 미치는 영향을 고찰하였다. 그 결과(結果), 경화(硬化) 및 취화(脆化)의 영향은 강도증가(强度增加) 보다 인성저하(靭性低下)에 더 많은 작용을 하였으며, 강구조물(鋼構造物) 연결방법(連結方法)으로 채택한 용접(鎔接)에서도 같은 경향을 보였다. 또한 공용이역(供用履歷)을 갖는 강재(鋼材)와 갖지 않는 강재(鋼材)를 용접(鎔接)하였을 경우에는 상온(常溫)에서도 취성(脆性)을 나타내고 있음을 알 수 있었다. In order to obtain the necessary data for the safety maintenance, repair, and reinforcement of steel structures, experiment was carried out to examine the mechanical capacity and toughness variation for steel with service history and without. In this paper, hardening and embrittlement by fatigue accumulation, and the decrease of toughness was examined and weld that was commonly used as the connection method of steel structure was also examined. It was found that hardening and embrittlement have more effect on the decrease of toughness than the increase of strength. Such a tendency was also similary state in case of weld. And it was found that, in the weld of steel with service history and without, embrittlement was observed at normal temperature.

벼 조제 및 저장 시스템의 최적화를 위한 비선형 골 프로그래밍 (Ⅱ)

장동일,정도섭,씨엘황 ( Dong Il Chang,Do Sup Chung,C . L . Hwang ) 한국농업기계학회 1984 바이오시스템공학 Vol.9 No.1

MODM (Multiple Objective Decision Making) 問題로서의 벼 乾燥 및 貯藏施設의 設計間題에 NGP(Nonlinear Goal Programming)를 利用하여 어떻게 適正化할 수 있는가를 例題를 통하여 提示한 후, 1,762㎡의 收穫量에 대한 6가지의 벼 乾燥 및 貯藏施設에 대한 각각의 適定 시스템을 提示하었다. N/A