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문제 정의
- 이를 위하여 본 논문에서는 INVAR 합금강을 이용하여 제작된 다양한 시험편을 이용하여 피로 시험을 수행하고, 목 두께(throat thickness)를 고려하여 산정한 공칭 응력을 이용한 S-N 선도, 핫 스팟 응력을 이용한 S-N 선도 그리고 겹침 용접부의 요소 응력을 이용한 S-N선도를 작성하여 서로 비교 검토함으로써 요소 응력을 이용한 S-N 선도의 피로 설계 기준 선도로서의 적합성을 평가하였다. 또한, 요소 응력의 요소 크기 민감도에 대한 평가를 통해 실 구조물의 피로수명 평가 시 유용성에 대해서도 함께 검토하였다.
- 본 연구에서는 앞서 선정한 기준 응력의 피로 설계선도로서의 적합성을 평가하기 위하여 일반적으로 알려져 있는 용접부의 피로 설계 기준 S-N 선도의 Parameter와 비교 평가하였다6). 이를 위해서 S-N선도의 기울기(m)를 3으로 고정하고, 각각의 선정된 기준 응력을 사용한 S-N선도를 Fig.
- 그러나 실제 파단면을 이용하여 응력범위를 정의하기 위해서는 시험편이 파단된 이후에만 그 응력 범위를 산정할 수 있으며, 또한 용접부의 파단 경로를 예측하기 어렵기 때문에 이를 실제 구조물의 피로 설계 기준으로 정의하기에는 매우 어렵다. 이에 본 연구에서는 겹침 용접부의 피로 설계 선도 구축을 보다 용이하게 하기 위하여 유한요소해석을 이용하여 평가된 겹침 용접부의 요소 응력(element stress)을 피로 강도 평가를 위한 기준 응력으로의 적용 가능성을 검토하고자 하였다. 이를 위하여 본 논문에서는 INVAR 합금강을 이용하여 제작된 다양한 시험편을 이용하여 피로 시험을 수행하고, 목 두께(throat thickness)를 고려하여 산정한 공칭 응력을 이용한 S-N 선도, 핫 스팟 응력을 이용한 S-N 선도 그리고 겹침 용접부의 요소 응력을 이용한 S-N선도를 작성하여 서로 비교 검토함으로써 요소 응력을 이용한 S-N 선도의 피로 설계 기준 선도로서의 적합성을 평가하였다.
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