KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Evaluation of Fatigue Endurance on Expansion Joint Manufactured Fe-Mn Damping Alloy

Fe-Mn 제진 금속을 적용한 신축이음장치의 피로 내구성 평가

  • 김기익 ((주)우진 기술연구소) ;
  • 김영진 (한국건설기술연구원 구조교량연구실) ;
  • 안동근 ((주)포스코건설 기술연구소) ;
  • 김철환 ((주)포스코건설 기술연구소)
  • Received : 2007.03.13
  • Accepted : 2007.12.05
  • Published : 2009.07.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The endurance of expansion joint manufactured the Fe-Mn damping alloy reducing noise and vibration is analyzed into FEM (Finite Element Method) and fatigue test. The fatigue test have been performed using the expansion joint manufactured Fe-Mn damping alloy and the hydraulic actuator (25tonf). And the results of fatigue test show that the maximum strength is 237.6 MPa. Also that is 56.6 percent of Fe-Mn damping alloy yield strength (420 MPa). The loading plate size is prepared $57.7cm{\times}23.1cm$ and the loading plate's set position is located on expansion joint. The expansion joint manufactured the Fe-Mn damping alloy had not presented breaking behavior against 2,000,000 times fatigue test and identified the fatigue endurance.

진동 소음을 저감시키는 Fe-Mn 제진 금속을 이용하여 제작된 핑거형 신축이음장치의 피로 내구성을 평가하고자 유한 요소해석과 수직하중 피로시험을 실시하였다. 피로실험은 Fe-Mn 제진금속을 이용한 신축이음장치와 유압가력기(25tonf)를 사용하여 진행되었으며, 그 결과에 따르면 핑거형 신축이음장치에 수직하중을 인가하였을 경우 핑거에서 측정된 최대 응력은 237.6MPa 이며, 이는 제진 금속의 항복강도인 420MPa의 56.6%이였다. 제진 금속을 이용한 신축이음의 피로시험은 도로교 설계기준에 따라 재하위치(KS F 4425)와 재하판($57.7cm{\times}23.1cm$)의 크기가 설정되었고, 그에 따른 200만회 수직하중 피로 시험에 있어서 파괴거동을 나타내지 않았으며 그 내구성과 안전성을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 도로연구소(1992) 교좌장치에 관한 연구(I) & 신축이음장치에 관한 연구(I), 한국도로공사 도로연구소.
  2. 백승한(2004) 소음n진동 제어를 위한 방진 합금개발. 한국소음진동공학회 추계논문집, 한국소음진동공학회, pp. 565-569
  3. 손용철, 백승한, 김정철, 최종술(1995) Fe-Mn 합금의 진동 감쇠능 및 기계적 성질의 변화, 대한금속학회 학술대회 개요집, 대한금속학회
  4. 한국콘크리트학회(1997) 콘크리트 교량의 신축이음장치 설계 및 시공지침.
  5. 佐佐木雄貞, 遠藤(1984) 騷音.振動制御用制振材料, 鐵と鋼 70, pp. 166-171.
  6. 日本鋼管株式會社(1994) NKK SERENA, 新しい制振合金. Cat., No. 131-031.
  7. Adams, R.D. (1972) Damping characteristics of certain steels, cast irons and other metals, Journal of Sound and Vibration, Vol. 23, pp. 199. https://doi.org/10.1016/0022-460X(72)90560-3
  8. Siefert, A.V. and Worrell, F.T. (1951) The role of tetragonal twins in the internal friction of copper-manganese alloys, J. Appl. Phys., Vol. 22, pp. 1257-1259. https://doi.org/10.1063/1.1699837
  9. Lee, D.J. (1994) Bridge Bearings and Expansion Joints, 2ne ed., E&FN Spon, p. 212.
  10. de Batist, R. (1983) High damping materials : Mechanism and application, Journal de Physique, Vol. 44, pp. c9-39-c9-50.
  11. Dexter, R.J., Connor, R.J., and Kaczinski, M.R. (1997) Fatigue Design of Modular Bridge Expansion Joints, NCHRP Report 402, National Academy Press.
  12. Dexter, R.J., Mutziger, M.J., and Osberg, C.B. (2002) Performance testing for modular bridge joint systems, National Research Board, NCHRP Report 467.
  13. Kekalo, I.B.(1986) Encyclopedia of materials science and engineering, Vol. 3, Pergamon Press, pp. 2127-2131.
  14. Mercier, O. (1979) Low-frequency internal friction peaks associated with the martensite phase transformation of Ni-Ti, Acta Metall, Vol. 27, pp. 1467-1475 https://doi.org/10.1016/0001-6160(79)90169-X
  15. Sugimoto, K. (1981) Internal friction phenomena associated with diffusionless phase transformation in alloys, Journal de Physique, Vol. 42, p. c-971.