포물선형 잔류응력 분포를 고려한 압연 I형 축력부재의 유효접선탄성계수

초록

본 연구에서는 포물선형의 잔류응력을 갖는 압연 I형 축력 부재의 유효접선탄성계수 식을 제안한다. 보요소를 사용한 유한요소해석에서 강재의 재료비선형성을 고려하기 위해 소성영역법, 소성힌지법, 개선소성힌지법 등의 방법이 사용된다. 기존의 소성힌지법 및 개선소성힌지법에서는 잔류응력이 존재하는 강부재가 축력을 받을 때 나타나는 점진적인 항복 효과를 CRC 접선탄성계수 식을 적용하여 고려한다. 그런데, 이 CRC 접선탄성계수 식은 오일러의 좌굴 식을 이용하여 유도한 식이고, 이 식은사실상 부재의 휨 거동에 기초하여 유도된 식이므로 이 식이 축력을 받는 부재의 점진적인 소성화를 고려하는 데에 적용되는것은 합리적이지 않다. 따라서 잔류응력이 존재하는 압연 I형 축력 부재의 점진적 소성화를 고려할 수 있는 합리적인 접선탄성계수 식이 필요하다. 본 연구에서는 압연 I형 부재의 보다 실질적인 잔류응력 패턴인 포물선 형태의 잔류응력 패턴을 갖는 부재의 접선탄성계수 식을 유도하였다. 이 식은 잔류응력의 패턴 뿐 만 아니라 최대/최소 크기 역시 고려가 가능하다. ABAQUS V6.10을 이용한 비선형 해석을 통해 제안식을 검증하였다.

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