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표제지

목차

제 1 장 서 론 10

1.1 연구의 배경 및 목표 10

1.2 기존의 연구 12

제 2 장 유한요소 해석의 이론적 배경 및 타당성 검증 13

2.1 개요 13

2.2 Isoparametric 유한요소의 이산화 13

2.3 비정상 열전도 해석 19

2.4 탄소성 해석 22

2.4.1 기하학적 비선형 22

2.4.2 재료학적 비선형 24

2.5 해석 프로그램의 검증 29

2.5.1 실험 30

2.5.1.1 실험판의 제작 30

2.5.1.2 잔류응력 측정 31

2.5.1.3 실험 결과 32

2.5.2 수치해석 34

2.5.2.1 해석방법 34

2.5.2.2 잔류응력 35

제 3 장 TMCP 강 및 이종강재 용접부의 잔류응력 특징 37

3.1 맞대기 용접시 잔류응력 특징 37

3.1.1 해석모델 및 용접조건 37

3.1.2 온도분포 40

3.1.3 잔류응력 40

3.2 필렛 용접시 잔류응력 특징 46

3.2.1 해석모델 및 용접조건 46

3.2.2 온도분포 47

3.2.3 잔류응력 48

3.3 분석 및 고찰 54

제 4 장 강재의 합리적 배치에 의한 소수주형교의 경제성 검토 55

4.1 SM490-TMC 강을 적용한 기존 소수주형교의 응 력 및 내하력 검토 55

4.1.1 해석모델 및 경계조건 55

4.1.2 하중재하시 응력 및 변위 58

4.1.3 하중재하시 내하력검토 59

4.2 SM570-TMC 고강도강을 적용한 소수주형교의 응력 및 내하력 검토 60

4.2.1 해석모델 및 경계조건 60

4.2.2 하중재하시 응력 및 변위 63

4.2.3 하중재하시 내하력검토 67

4.3 분석 및 고찰 69

제 5 장 결 론 70

5.1 결 론 70

5.2 추후 연구과제 71

참고문헌 72

국문초록 75

ABSTRACT 77

감사의 글 79

Table 2.1 Composition of experimental plate 30

Table 2.2 Welding process and weld metal 31

Table 2.3 Mechanical properties of weld metal 31

Table 2.4 Chemical composition of weld metal 31

Table 2.5 Welding conditions 32

Table 2.6 Details of gage 32

Table 4.1 Variation of steel type and thickness of I-girder(TYPE 1) 55

Table 4.2 Boundary conditions 56

Table 4.3 Loading conditions 58

Table 4.4 Stress and displacement of the center 58

Table 4.5 Variation of steel type and thickness of I-girder 61

Table 4.6 Stress and displacement of the center 63

Table 4.7 Allowable stress 64

Table 4.8 Allowable displacement 65

Table 4.9 Calculation of material cost 65

Table 4.10 The cost of materials used 66

Table 4.11 Comparision of Ultimate strength 67

Table 4.12 Reduction rate of the weight and material cost of the main girder 68

Fig. 2.1 8 Noded isoparametric solid element 13

Fig. 2.2 Flow chart of the analysis program 29

Fig. 2.3 Configuration of experimental plate 30

Fig. 2.4 The location of gages 33

Fig. 2.5 Sliced gages 33

Fig. 2.6 Residual stress components of transverse direction 34

Fig. 2.7 Residual stress components of weld line direction 34

Fig. 2.8 Analysis model after gausing 35

Fig. 2.9 Residual stress components of weld line direction 36

Fig. 3.1 Analysis model 38

Fig. 3.2 Physical constants & Mechanical properties of materials used 39

Fig. 3.3 Temperature history(t=82sec) 40

Fig. 3.4 Residual stresses perpendicular to the weld line direction (similar steel) 42

Fig. 3.5 Residual stresses perpendicular to the weld line direction (dissimilar steel) 43

Fig. 3.6 Residual stresses along the weld line direction 44

Fig. 3.7 Analysis model 46

Fig. 3.8 Temperature history(t=100sec) 48

Fig. 3.9 Residual stresses perpendicular to the weld line direction (similar steel) 49

Fig. 3.10 Residual stresses perpendicular to the weld line direction (dissimilar steel) 50

Fig. 3.11 Residual stresses along the weld line direction (similar steel) 51

Fig. 3.12 Residual stresses along the weld line direction (dissimilar steel) 52

Fig. 4.1 Analysis model 56

Fig. 4.2 Mesh divisions of analysis model 57

Fig. 4.3 Stress distribution under load(tonf/㎡) 58

Fig. 4.4 Mesh divisions of analysis model 59

Fig. 4.5 Ultimate strength of I-girder (TYPE 1) 59

Fig. 4.6 Analysis model of I-girger 60

Fig. 4.7 Ultimate strength of I-girder applying dissimilar steels (TYPE 5) 67

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