초록 ▼

○ 용접부의 기계적 거동 연구
- 열처리 전후 시편의 모재, 열영향부, 용접금속의 마이크로 경도 측정
- 첨단 계장화 압입시험에 의한 모재, 열영향부, 용접금속에 대해 열처리 전후의 응력-변형률 관계 규명
- 철도차량 구조물의 대표적 용접 이음이라 할 수 있는 이중 V-그루브 횡방향 맞대기 용접 시편, 이중 V-그루브 종방향 맞대기 용접 시편, 하중 지지 십자형 시편, 하중 비 지지 십자형 시편 그리고 실물 크기의 박스 빔 용접 부재 제작 및 피로 시험
- 형상 측정기를 이용한 각 유형의 용접 시편에 대한 용접

○ 용접부의 기계적 거동 연구
- 열처리 전후 시편의 모재, 열영향부, 용접금속의 마이크로 경도 측정
- 첨단 계장화 압입시험에 의한 모재, 열영향부, 용접금속에 대해 열처리 전후의 응력-변형률 관계 규명
- 철도차량 구조물의 대표적 용접 이음이라 할 수 있는 이중 V-그루브 횡방향 맞대기 용접 시편, 이중 V-그루브 종방향 맞대기 용접 시편, 하중 지지 십자형 시편, 하중 비 지지 십자형 시편 그리고 실물 크기의 박스 빔 용접 부재 제작 및 피로 시험
- 형상 측정기를 이용한 각 유형의 용접 시편에 대한 용접 비드 형상 측정 및 DB 구축
- 각 유형의 시편에 대해 열처리 전후 파손 확률별 S-N 곡선 작성 및 DB 구축, 파손 모드 규명
- 천공법, 절단법을 이용한 각 유형의 용접시편에 대한 잔류응력 측정
- 유한요소법에 의한 용접 온도, 잔류응력, 용접후열처리 공정 해석기법 정립 및 측정값과의 비교 분석
○ 차량 구조물의 취약부 평가 기술
- 하니콤 차체 취약부 해석 시 쉘 요소와 솔리드 요소의 비교 검토
- 하니콤 구조 알루미늄 전동차 차체 실물 모델 유한요소 해석 및 실험간과의 비교검토를 통한 취약부 평가기법 정립
- 전동차 대차 실물 모델 유한요소 해석 및 실험값과의 비교검토를 통한 취약부 평가기법 정립
- 피로 균열 진전 해석을 위한 유한요소 모델 개발 및 시뮬레이션
○ 구조물의 부식열화에 관한 연구
- 철도차량의 부식 원인 규명
- 대기부식, 산세처리, 피트 깊이 측정, 피로수명 평가, 부식평가 절차 확립
- 전기화학 부식 시험에 의한 경시변화 특성 규명
- 부식의 속도론적 고찰
- 실제 운행 차량의 운행년수별 부식 두께 측정 및 DB 구축
○ 구조물의 수명평가 기술
- 화물열차, 전동차 실제 운행차량에서의 하중이력 측정 및 파형 분석
- 잔류응력, 노치, 후열처리를 고려한 용접부 수명 평가 독자 모델 개발
- 개발된 모델로 제작 시험한 각 시편에 대한 수명 평가 및 시험값, 기존 모델 결과와의 비교분석
- 구조물의 확률론적 수명평가 기법 정립

Abstract ▼

■ Mechanical behavior of weldments
- Measurement of mechanical properties
- Measurement and analysis of residual stress in weldments
- Finite element analysis of post weld heat treatment
- Finite element analysis of cutting of welded plates
- Finite element analysis of residual stress

■ Mechanical behavior of weldments
- Measurement of mechanical properties
- Measurement and analysis of residual stress in weldments
- Finite element analysis of post weld heat treatment
- Finite element analysis of cutting of welded plates
- Finite element analysis of residual stress relaxation in weldments when loading is applied
- Fatigue tests on several welded specimens and components
■ Evaluation of structural weak areas by finite element analysis
- Finite element analysis of stress concentration of welded joints
- Evaluation of structural weak areas in car bodies by finite element analysis
- Evaluation of structural weak areas m bogie frames by finite element analysis
- Development of a model for the simulation of fatigue crack propagation
■ Corrosion of rolling stock structures
- Research on the actual condition of corrosion in rolling stock structures
- Atmospheric corrosion tests and fatigue tests
- Electrochemical corrosion tests
■ Life estimation techniques
- Measurement and estimation of load history of structures on a vehicle in service
- Development of a fatigue life estimation model and life estimation for several welded specimens
- Probabilistic estimation of structural integrity
- Development of a life estimation code

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 보고서 초록 ...3
• 요약문 ...4
• SUMMARY ...10
• CONTENTS ...15
• 목차 ...17
• 제 1 장 과제 개요...19
• 제 1 절 연구 목적...19
• 제 2 절 연구의 필요성 및 배경...19
• 제 3 절 연구내용 및 범위...22
• 1. 용접부 기계적 거동 연구...22
• 2. 차량 구조물 취약부 평가 기술...22
• 3. 차량 구조물 부식 특성 연구...23
• 4. 수명평가 기술...23
• 5. 차량 구조물 수명 예측 시스템 개발...23
• 제 2 장 국내외 기술 개발 현황...24
• 제 1 절 용접부 기계적 거동 연구...24
• 1. 현재의 기술 수준 또는 현황...24
• 2. 본 연구개발 결과의 수준...26
• 제 2 절 차량 구조물 취약부 평가 기술...27
• 1. 현재의 기술 수준 또는 현황...27
• 2. 본 연구개발 결과의 수준...28
• 제 3 절 차량 구조물 부식 특성 연구...30
• 1. 현재의 기술 수준 또는 현황...30
• 2. 본 연구개발 결과의 수준...31
• 제 4 절 수명평가 기술...32
• 1. 현재의 기술 수준 또는 현황...32
• 2. 본 연구개발 결과의 수준...33
• 제 5 절 차량 구조물 수명 예측 시스템 개발...35
• 1. 현재의 기술 수준 또는 현황...35
• 2. 본 연구개발 결과의 수준...36
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과...37
• 제 1 절 용접부 기계적 거동 연구...37
• 1. 용접부의 물성 평가...37
• 2. 용접 잔류응력 측정 및 해석...58
• 3. 용접 후열처리 해석...74
• 4. 절단공정 해석...79
• 5. 외력에 의한 잔류응력 이완 현상 모델링...85
• 6. 시편의 피로시험 및 S-N 선도...100
• 7. 부재의 피로시험 및 S-N 선도...136
• 8. 용접 비드의 형상 측정 및 확률론적 특성 평가...146
• 제 2 절 차량 구조물 취약부 평가 기술...151
• 1. 맞대기 용접 취약부 해석...151
• 2. 차체의 취약부 유한요소 해석...162
• 3. 대차의 취약부 유한요소 해석...178
• 4. 균열성장 해석모델 개발...189
• 제 3 절 차량 구조물 부식 특성 연구...202
• 1. 부식 현황 및 실태 조사...202
• 2. 부식 발생 원인 규명...205
• 3. 전기 화학적 부식 특성...207
• 4. 부위별 경시변화 특성...214
• 5. 속도론적 고찰...239
• 제 4 절 수명평가 기술...251
• 1. 운행 차량 하중이력 측정 및 평가...251
• 2. 결정론적 수명평가 기술...273
• 3. 확률론적 수명평가 기술...315
• 제 5 절 차량 구조물 수명 예측 시스템 개발...333
• 1. 기존의 수명 평가 시스템...333
• 2. 수명평가 시스템의 구성...337
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 대외 기여도...340
• 제 1 절 연구 개발 목표 달성도...340
• 제 2 절 대외 기여도...342
• 제 5 장 연구 개발 결과의 활용계획...343
• 1. 활용분야 ...343
• 2. 활용방안 ...343
• 3. 세부 연구개발 결과 활용계획 ...344
• 제 6 장 연구개발 과정에서 수집한 해외 과학 기술 정보...345
• 1. 관련자료 ...345
• 2. 관련규격 ...355
• 제 7 장 참고문헌...357
• 특정연구개발사업 연구결과 활용계획서...366