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용접 구조물의 피로수명 향상 기법 (I) - 용접 연결부의 설계 -
Methods for Fatigue Strength Improvement of the Weld Structure (I) - Design of Welded Joints - 원문보기

大韓溶接·接合學會誌 = Journal of the Korean Welding and Joining Society, v.30 no.1, 2012년, pp.5 - 7  

김용 (고등기술연구원 로봇) ,  이보영 (한국항공대학교 항공우주기계공학부)

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문제 정의

  • 이에 따라 오래전부터 많은 연구자들에 의해서 용접 구조물의 수명향상 방안이 연구되어 왔으며 그 결과 다양한 기술이 제안되었다. 또한 국제용접학회 에서는 스틸과 알루미늄 용접 구조물의 피로강도 향상 방안에 대해 규정하였으며 본 기고에서는 AWS D1.1 강구조용접코드1) 및 IIW Recommendation2)에 규정된 내용을 바탕으로 2회에 걸쳐 용접부의 설계 및 수명향상기법에 대해 간략하게 설명하고자 한다. 본회에서는 첫째로 용접부의 안전설계 방안에 대해 기술하였다.
  • 1 강구조용접코드1) 및 IIW Recommendation2)에 규정된 내용을 바탕으로 2회에 걸쳐 용접부의 설계 및 수명향상기법에 대해 간략하게 설명하고자 한다. 본회에서는 첫째로 용접부의 안전설계 방안에 대해 기술하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
용접 설계란 무엇인가? 용접 설계(design in welding)란 기계 또는 구조물 기타 각종 설비를 용접을 이용하여 제작하는 경우 그 제품이 사용 목적에 적합한 기능을 충분히 발휘하고 또한 염가로 될 수 있도록 재료, 형상, 크기라든지 그 밖의 모든 것을 결정하는 것이다4). 용접은 금속 접합법의 총아로써 그 우수성이 인정되고 있다고 해도 용접성이 나쁜 재료를 선정했다면 용접은 결국 그 성능이 나쁠 수 밖에 없으며 용접구조물은 열을 수반한 야금학적 변화를 조직 내부에 가져올 뿐 아니라 잔류응력의 존재로 인해 노치부에 취성파괴가 생길 확률이 높다.
용접 이음의 응력에 존재하는 주의 사항은? 우선 맞대기 용접 이음의 응력에 대해 살펴보면, 주기적인 응력을 받는 부위에 대해 용접 설계자는 항상 응력의 균일한 분포와 편심(eccentricity) 응력에 대하여 반드시 고려하여야 하며 이를 통해 응력집중을 최소화시켜야 한다. Fig.
용접 구조물의 피로손상에서 파손의 발생에 기여하는 요인 어떠한 것이 있는가? 용접 구조물의 피로손상에서 파손의 발생점은 일반적으로 용접 덧살이나 필렛용접의 토우부 또는 구멍이나 개구의 필릿부 등과 같이 기하학적으로 형상이 급변하는 곳이다. 발생에 기여하는 하중은 오작동 및 설계조건을 초과한 반복하중, 예기치 못했던 열응력의 반복, 부식에 의한 판 두께의 감소에 따른 응력의 증가, 설계시 고려하지 못했던 잔류응력의 중첩 등이다3). 이러한 피로 손상을 방지하기 위해서는 설계 단계에서부터 많은 검토가 이뤄져야 한다.
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참고문헌 (4)

  1. ANSI/AWS D1.1-94 Structural Welding Code-Steel;, AWS, 1998 

  2. IIW Recomendations on Post Weld Improvement of Steel and Aluminum Structure, IIW Commission XII, 2001 

  3. 대한용접학회편 : 용접.접합편람(1st Edition), 대한용접학회, 1998, 410-421 (in Korean) 

  4. Duane K. Miller, Designing Welded Lap Joints, Welding Innovation 18-3, 2011 

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