해양구조물용 저온강재(EH36)의 고변형률 유동응력 특성

초록

선박의 충돌이나 좌초, 해양 플랜트 상부 구조물의 폭발과 같은 사고 한계 상태에 대비한 합리적 설계를 위해 선박 해양구조물용 강재의 소성 재료특성을 규명하는 것이 필수적이다. 대부분의 상용 강재에 있어서 비균일 변형은 확산 네킹이 발생하는 최대 하중 이후에 시작되며, 확산네킹 이후 최소단면부에서 삼축 응력 상태(triaxial stress state)를 경험한다. 본 연구에서는 환봉형 시편에 대한 인장 실험 및 사진분석(DICA, digital image correlation analyses)을 통해 평균 진응력-로그 진 변형률 곡선을 얻었다. 평균 진응력은 Hollomon, Ludwik, Swift의 구성 방정식을 이용해 얻어진 외삽 진응력과 비교 분석 되었다. Bridgman의 응력수정식으로부터 얻어진 수정 응력은 Hollomon의 구성방정식으로부터 얻어진 외삽 진응력과 평균 진응력 사이에 위치함을 확인하였다. 소성 경화 지수를 가정하여 등가 진응력-로그 진변형률 곡선을 얻고, 이를 재료데이터로 수치해석을 수행하였다. 실험 및 수치해석 결과를 분석하여 평균응력의 비선형적인 진응력 선도를 고려한 3차다항식으로 표현되는 수정 진응력식을 개발하였 다. 새롭게 제시된 환봉형 시편의응력 수정식은 수치해석 결과를 통해 앞서 Choung (2011; 2012)의 환봉형 시편 노치재의 실험 결과와 비교하여 타당성을 검증했다.