R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201616CTAP-C098306-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 나노압입을 이용한 구조용 강재 용접부의 미세구조 파악 및 정량적 건전성 지표 개발 연구 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-06-24 ~ 2017-06-23 | |||||
| 연구책임자 | 김승억 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 200,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 200,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 400,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 400,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 세종대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | . | |||||
| ISBN | . | |||||
| 주요 내용 |
● 강재의 연결은 경제성과 활용성을 고려하여 주로 용접에 의한 연결을 사용하지만, 용접결함, 용접열에 의한 강재의 구성성분 변화에 대한 정보부족으로 용접 연결부는 강구조물의 가장 취약한 부분으로 고려됨 ● 본 연구에서는 용접모재(WM), 열영향부(HAZ), 모재(BM)로 구성된 용접 연결부의 미세구조의 구성성분비를 나노압입 기법을 사용하여 측정할 것이며 구조용 강재 용접 연결부의 탄소성 성질을 산정하는 방법을 제시할 것임 ● 이를 바탕으로 피로와 잔류응력 상태에서의 강재 미세구조의 탄소성 특성을 파악하고자 함. 개발된 기술은 강구조의 용접 연결부 설계에 필요한 기초 원천기술로 활용될 수 있음 [최종목표] ● 본 연구의 최종목표는 피로도와 잔류응력을 고려한 용접연결부의 건전성을 정량적으로 검증할 수 있는 건전성 지표를 개발하는 것임 ● 본 연구의 연차별 목표는 다음과 같음 - 1차년도 : 나노압입에 의한 구조용 강재의 미세구조 및 기계적 성질 도출기법 개발 - 2차년도 : 피로도와 잔류응력에 따른 미세구조 파악 및 용접연결부의 정량적 건전성 지표 개발 [연구내용 및 범위] ● 본 연구의 연차별 연구내용 및 범위는 다음과 같음 - 1차년도 : 나노압입에 의한 구조용 강재의 미세구조 및 기계적 성질 도출기법 개발 * 1단계 연구에서는 미세구조의 구성성분비를 나노압입을 사용하여 파악하는 기법을 SS400, SM520 구조용 강재의 용접 연결부에 적용할 것임. 나노압입에 의해 파악된 구성성분비를 광학현미경, 주사전자현미경(SEM), 화학성분 분석을 통하여 검증할 것임 * 2 단계 연구에서는 구조용 강재의 나노압입 결과로부터 탄성계수, 항복응력, 경화지수를 도출하는 기법을 유한요소해석과 차원해석을 통하여 개발할 것임. SS400, SM520 구조용 강재의 용접 연결부의 나노압입에 의해 도출된 기계적 성질을 인장실험으로 얻어진 구성방정식과 비교하여 개발된 기법을 검증할 것임 - 2차년도 : 피로도와 잔류응력에 따른 미세구조 파악 및 용접연결부의 정량적 건전성 지표 개발 * 1단계 연구에서는 응력이 인가된 상태에서 나노압입을 수행할 수 있는 장치를 개발할 것임. 인장과 압축 각각 다섯 등급의 잔류응력 상태에서 SS400, SM520 강재에 대하여 나노압입을 수행하여, 잔류응력 상태에 따른 미세구조의 구성성분비와 탄성계수, 항복응력, 경화지수를 결정할 것임 * 2단계 연구에서는 세 단계의 피로도(반복하중 횟수)에 대하여 SS400, SM520 강재의 용접 연결부에 나노압입을 수행하여, 피로도에 따른 미세구조의 구성성분비와 탄성계수, 항복응력, 경화지수를 결정하며 SEM촬영과 인장강도 실험을 수행하여 결과를 검증할 것임 * 3단계 연구에서는 2단계 연구와 동시에 착수하며, 2차년도 2단계 및 3단계의 연구결과를 종합하여 잔류응력과 피로도에 대한 용접연결부의 건전성을 검증할 수 있는 정량적 지표 (0~1)를 확률적 기법을 바탕으로 개발할 것임 |
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| 색인어 | 한글 | 나노압입 | 용접부 | 구조용 강재 | 미세구조 | 피로 |
| 영문 | Nanoindentation | Weld Zone | Structural Steel | Microstructure | Fatigue | |
| 최종보고서 | 최종보고서(최종).pdf | |||||