Experimental Investigation of the Residual Stress on Fatigue Crack Growth of Welded Steel Members

용접(鎔接) 강부재(鋼部材)의 피로균열성장(疲勞龜裂成長)에 대한 잔류응력특성(殘留應力特性)에 관한 연구(硏究)

Annealing were performed to investigate the behaviors of the residual stress remaining on the member of a steel structure. According to the fatigue test, the welding part has higher fatigue crack growth rate than the base metal part because the hardening of welding part reduce fracture toughness. However, the heat treatment decrease the hardness and increase the resistance to failure. Thus, the fatigue crack growth rate is improved and it reaches the minimum at $650^{\circ}C$. Elber' s equation includes the effect of the crack-close so that this equation provides a lower the fatigue crack growth rate than Paris-Erdogan' s equation, the Elber's curves show no significant difference to indentify the effect of the residual stress. The Pop loading along the crack length increases as the hardness goes higher. The heat treatment not only decrease the hardness, and the fatigue crack growth rate, but increase the absorption energy and fracture toughness on the member of a steel structure. As the result, the heat treatment produces the resistant ability to cracking which can reduce the degree of danger to failure.

용접(鎔接) 강구조물(鋼構造物)의 피로균열성장거동(疲勞龜裂成長擧動)에 관(關)한 용접잔류응력(鎔擬殘留應力)의 거동(擧動)을 파악(把握)키 위하여 열처리(熱處理)를 실시(實施)하고 피로균열성장(疲勞龜裂成長) 및 검토(檢討)한 결과(結果) 용접부(鎔接部)는 경화(硬化)되어 늑성(勒性)이 감소(減少)되므로 소재부(素材部)보다 피로균열성장율(疲勞龜裂成長率)이 높았으며 이를 열처리(熱處理)한 결과(結果) 경도(硬度)나 저항력(抵抗力)이 증가(增加)되어 개선(改善)되었으며 $650^{\circ}C$ 정도(程度)에서 가장 이상적(理想的) 이었다. Elber 식(式)은 Paris-Erdogan 식(式)에 비(比)해 균열(龜裂)닫힘현상(現狀)을 고려(考廬)하므로 더 낮은 균열성장율(龜裂成長率)을 가지며 각(各) 열처리(熱處理)에 의한 곡선(曲線)들이 서로 비슷하므로 잔류응력(殘留應力)의 효과(効果)를 고려(考慮)할 수 없었다. 균열(龜裂)길이에 따른 개구하중(開口荷重)은 경도(硬度)가 높을수록 큰 값을 가지나 열처리(熱處理) 후(後)는 경도(硬度)값의 저하(低下)로 피로균열(疲勞龜裂) 성장율(成長率)이 낮아지며 흡수(吸收)에너지와 파괴늑성(破壞勒性)을 증대(增大)시켜 균열저지능력(龜裂沮止能力)을 가져 파괴(破壞)의 위험성(危險性)을 감소(減少)시킨다.