용접된 판의 진동특성에 대한 실험 연구

Abstract

진동이 구조물과 선박 등에 미치는 영향 중 가장 주의해야 하는 것은 공진에 의한 피로파괴 현상이다. 이 현상을 피하고자 구조물 설계와 제작 과정에서 물질의 성질을 변화시키는 요소를 고려하고, 구조물의 고유진동수를 파악해야 한다. 용접은 다양한 산업에서 사용하는 건조 방법이지만, 부재의 고유 성질을 변화시키기 때문에 용접이 물질의 진동 특성에 미치는 영향을 파악하는 것이 중요하다. 그리하여 판의 중앙선 상에 용접한 시편에 대해 판의 두께와 지지 조건, 용접의 방향에 따라 고유진동수에 미치는 영향에 관한 연구가 진행되어왔다. 하지만 실제 현장에서는 부재의 임의의 위치에 용접하기 때문에 그에 관한 연구가 필요하다고 판단되었고, 판의 중앙선을 벗어난 용접부의 위치에 따른 고유진동수의 변화를 파악하였다. 본 연구에서는 판의 종횡비를 고려하여 용접부를 판의 중앙으로부터 일정한 위치로 이동시킨 시편에 대한 연구를 진행하였다. 용접부의 위치에 따른 고유진동수의 변화를 알 수 있었고, 용접의 방향, 위치, 그리고 박판의 모양 및 두께에 따라 고유진동수에 미치는 영향에 대해 파악할 수 있었으며, 정성적으로 고찰하였다.

Among the effects of vibration on structures and ships, the most important thing to pay attention to is fatigue failure caused by resonance. In order to avoid this phenomenon, factors that change the properties of materials should be considered in the design and manufacturing process of structures, and the natural frequency of the structure should be identified. Although welding is a manufacturing method used in various industries, it is important to understand the effect of welding on the vibration properties of a material because it changes the intrinsic properties of the plate. Therefore, studies have been conducted on the effect on the natural frequency of the specimen welded on the central line depending on the plate thickness, support conditions, and welding direction. However, on the work site, because the plate was welded at an arbitrary position, a study on it was necessary. Therefore this study figured out the change of the natural frequency according to the position of the welded part deviating from the central line of the plate. This study was conducted on a specimen in which the welding part was moved from the center of the plate to a certain position in consideration of the aspect ratio of the plate. The change of natural frequency according to the location of the welding was found, and the effect on the natural frequency according to the welding direction, position, and shape and thickness of the plate could be understood and qualitatively reviewed.