초록 ▼

본 추정기법은, 직렬 복수표면균열 전파과정을 합체 전·후로 구분하여 다루었으며, 복수균열 상호간의 간섭효과 및 균열전파과정 중의 균열형상 변화를 고려하였다. 또한, 용접부재의 경우 응력확대집중계수를 도입하였고, 해석결과를 도형화하였는데, 상세한 연구내용은 다음과 같다.(1) 기준 응력확대계수 산정 본 연구에서는, 유한평판에 대한 응력확대계수 산정식으로 가장 보편적으로 사용되고 있는 Newman-Raju의 식을 이용하였으며, 표면균열의 최심점과 두 표면점에서의 값을 계산하여 이를 복수균열을 이루고 있는 각각의 균열에 대한 기준 응력

본 추정기법은, 직렬 복수표면균열 전파과정을 합체 전·후로 구분하여 다루었으며, 복수균열 상호간의 간섭효과 및 균열전파과정 중의 균열형상 변화를 고려하였다. 또한, 용접부재의 경우 응력확대집중계수를 도입하였고, 해석결과를 도형화하였는데, 상세한 연구내용은 다음과 같다.(1) 기준 응력확대계수 산정 본 연구에서는, 유한평판에 대한 응력확대계수 산정식으로 가장 보편적으로 사용되고 있는 Newman-Raju의 식을 이용하였으며, 표면균열의 최심점과 두 표면점에서의 값을 계산하여 이를 복수균열을 이루고 있는 각각의 균열에 대한 기준 응력확대계수라 하였다.(2) 용접부 응력확대집중계수 실 구조물의 피로균열은 대부분 용접연결부에서 비롯되며, 이들 부위에는 필연적으로 응력집중현상이 존재한다. 따라서, 응력확대계수 산정시 이들 효과를 고려해야 하는데, 본 연구에서는 O. D. Dijkstra가 제시한 식을 이용하였다.(3) 인접균열의 간섭효과 복수결함은 그 분포상태, 작용응력 및 부재의 기하학적 형상에 따라 여러가지 형태로 간섭하게 된다. 본 연구에서는 M. Ishida의 방법을 이용하여 표면점에서의 간섭계수를 산출하였다.(4) 합체 및 합체균열의 재정의 합체에 관한 정의는 설계규정에 따라 차이가 있고 또한, 이들 합체판정은 균열검출시에 국한되며, 균열진전 중의 상태는 다루지 않고 있다. 본 기법에서는, 균열간격이 0일때, 즉, 인접균열의 표면점이 접촉된 순간을 합체로 보아 합체 이후의 균열을 재정의하였다.(5) 균열진전해석 균열진전식으로는, 가장 광범위하게 쓰이고 있는 Paris식을 이용하였으며, 최심점 및 표면점에서의 균열 진전량을 반복 계산함으로써 구조요소의 피로수명을 추정하였다.

Abstract ▼

The present method deals with fatigue crack propagation of multiple surface flaws dividing into two parts i.e., before and after the coalescence, and takes account of the interaction effect and the change of crack shape during crack development. Also, the stress intensity concentration factor was i

The present method deals with fatigue crack propagation of multiple surface flaws dividing into two parts i.e., before and after the coalescence, and takes account of the interaction effect and the change of crack shape during crack development. Also, the stress intensity concentration factor was introduced in the case of fillet-joints, and the analysis results were plotted in graphic form, if possible. The detail description of the workscope is as follows :(1) Calculation of the reference SIF In this study, most commonly cited Newman-Raju equation was adopted to calculate the individual stress intensity factor at two surface points and the deepest point of a crack, which is called here 'reference stress intensity factor' for each of multiple cracks. Hereafter, this value was coupled with the interaction factors and the stress intensity concentration factors.(2) Stress intensity concentration factor Most of detrimental fatigue cracks are initiated from welded joints at which stress concentration can not be avoidable. Therefore, when calculating SIF, particularly for welded joints, these effect should be included. Here, the empirical formulae on stress intensity concentration factor, recommended by O.D. Dijkstra was used.(3) Interaction effect between adjacent cracks Multiple surface flaws interact each other in various modes during propagation, according to their distribution state, type of stress and geometrical shape of structural members, and so on. In this study, the interaction factor at surface points was estimated by the equations after M. Ishida.(4) Coalescence and recharacterizaiton of multiple cracks The definitions of coalescence in design codes are versatile, and uaually it is evaluated only at the time of detection, furthermore, the behaviors during the process of crack propagation are not considered at all. Here, the coalescence is defined as the moment of touching of adjacent cracks, at and after which the coalesced crack is recharacterized into a single semi-elliptical one.(5) Crack propagation analysis As for crack propagation rules, most-widely-used Paris equation was adopted. And then, following all the above procedures, fatigue lives can be predicted by interaction of the incremental growth in the direction of crack surface and depth.

목차 Contents

• 제1장 서언...21
• 제2장 기준 응력확대계수 산정...25
• 2.1 개요...25
• 2.2 기준 응력확대계수...25
• 제3장 용접부 응력확대집중계수...31
• 3.1 개요...31
• 3.2 응력확대집중계수...31
• 3.3 감소계수...36
• 3.4 X-및 Butt 용접부...40
• 제4장 인접균열의 간섭효과...43
• 4.1 개요...43
• 4.2 간섭계수 산정...45
• 제5장 합체 및 합체균열의 재정의...48
• 제6장 균열진전해석...52
• 6.1 개요...52
• 6.2 균열진전해석...56
• 제7장 추정결과 및 고찰...58
• 7.1 피로수명...58
• 7.2 균열성장거동...75
• 제8장 결언...94
• 참고문헌...97