Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection (한국구조물진단유지관리공학회 논문집)

Korea Institute for Structural Maintenance Inspection (한국구조물진단유지관리공학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Evaluation of Fatigue Crack Growth Rate on the Surface of Steel Members Using COD(Crack Opening Displacement) Measurement

COD(Crack Opening Displacement) 측정에 의한 강재표면의 피로균열진전속도 평가

  • 김광진 (부산대학교 사회환경시스템공학과) ;
  • 김인태 (부산대학교 사회환경시스템공학부)
  • Received : 2010.09.28
  • Accepted : 2010.11.24
  • Published : 2011.03.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Steel structures have been allowed to have fatigue damage tolerance in fact. If it would be assessed whether fatigue crack is growing or not and How fast fatigue crack is propagating, we should make a rational decision on methods and a period of reinforcement in the maintenance. In this study, fatigue crack growth tests on two kinds of through-thickness cracked steel plates and a out-of-plane gusset welded joint were conducted to evaluate fatigue crack growth rate using the COD(Crack Opening Displacement), and COD measurement using strain gauges was examined to offer a practical method. As a result, we proposed a reasonable assessing method for fatigue crack growth rate using the COD and it was experimentally proved practical to estimate the COD through measuring strains.

강부재의 피로가 주요원인이 되어 구조물이 붕괴되거나 교체되는 사례를 찾아보기 어렵다. 이처럼 사실상 피로에 대해서는 손상을 허용하고 있지만, 발견되는 피로균열에 대한 직접적인 상태평가는 이루어지지 않고 있다. 피로균열에 대한 진전 비진전성의 판단 및 균열진전속도의 평가가 이루어져야만, 합리적인 보수 보강 공법의 선정과 시행시기가 결정될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 측정되는 COD(Crack Opening Displacement)를 통한 피로균열진전속도 평가법을 검토하기 위하여, 2종류의 관통 균열 시험편과 면외거셋 용접이음 시험편의 균열진전시험을 실시하였다. 그리고 실용적인 COD의 측정을 위해 변형률 게이지를 이용하는 방법에 대해 검토하였다. 그 결과, COD 측정을 통한 균열진전속도의 합리적인 평가법을 제안하였고, 변형률 게이지를 이용한 성공적인 COD 측정을 실험적으로 증명하였다.

Keywords

References

  1. 김광진, 김인태, "관통균열의 개구변위측정을 통한 균열진전속도 추정에 관한 실험적 연구", 한국강구조학회 학술발표대회논문집, 2010, pp.177-178.
  2. 일본강구조협회(JSSC), 강구조물의 피로설계지침 ․ 동해설, 과학기술, 서울, 2000, pp.314-335.
  3. 일본도로협회, 강교의 피로와 보수보강, 구미서관, 서울, 2004.
  4. 장동일, 구조공학에서의 파괴와 피로, 동명사, 서울, 2000, pp.139-176.
  5. 한국도로교통협회, 도로교설계기준, 건설정보사, 서울, 2005, pp.69-78.
  6. 大倉一郞, 강교의 피로, 건설도서, 서울, 1998, pp.143-144.
  7. 城野政弘, 피로균열, 인터비젼, 서울, 2006, pp.17-24.
  8. A. F. Hobbacher, "The new IIW recommendations for fatigue assessment of welded joints and components - A comprehensive code recently updated", International Journal of Fatigue, Volume 31, Issue 1, 2009, pp. 50-58. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2008.04.002
  9. D. Radaj and C. M. Sonsino, Fatigue Assessment of Welded Joints by Local Approaches, Abington, Cambridge, 1998, pp.274-316.
  10. K. J. Kim and I. T. Kim, "Experimental Study on Crack Opening Displacement Approach to Assess Crack Growth Rate of Through-thickness Cracked Plates", The 10th Japan-Korea Joint Symposium on Steel Bridges, Nagasaki University, Nagasaki, Japan, 2009.
  11. K. Nishikawa, J. Murakoshi and T. Matsuki, "Study on the fatigue of steel highway bridges in Japan", Construction and Building Materials, Vol. 12, Issues 2-3, 1 March 1998, pp.133-141. https://doi.org/10.1016/S0950-0618(97)00015-9
  12. W. Elber, "The Significance of Fatigue Crack Closure", ASTM STP 486, 1971, pp.230-242.
  13. Y. Murakami, Stress intensity factors handbook, Pergamon Press, Vol.1, 1987, pp.9-10.

Cited by

  1. 파괴역학 기반 피로 수명 평가를 위한 피로 균열 진전 파라미터에 관한 연구 vol.35, pp.1, 2017, https://doi.org/10.5781/jwj.2017.35.1.61