This study proposes an efficient welding distortion analysis method for large welded structure. In this study, we propose a method to improve the accuracy of the multi-pass welding distortion analysis method by using the composite shell element which was applicable only to the single-pass welding. Also, this study introduces a new method that can easily be applied to large welded structures with a commercial FEM code using only the measured distortion rate of a unit welded specimen and scalar input variable with no restriction on the mesh size near the welding region. The proposed method can predict angular distortion, transverse shrinkage and the longitudinal bending with improved accuracy. Welding distortion analysis program that simplifies the preprocessing procedure is developed by applying the proposed method. For the verification purpose, the out-of-plane distortion of the actual welded structure was measured with a laser scanner and the result of proposed method and the experimental result showed good agreement.
본 연구는 대형 용접 구조물에서 발생하는 용접 변형에 대하여 효율적인 해석 방법 및 용접 변형 제어 방법론에 대하여 제안하였다. 본 연구에서는 기존의 단층 패스 용접에만 적용 가능하였던 적층 쉘 요소 기반 용접 해석 방법론을 다층 용접 변형 해석에까지 확장하여 그 정확도를 향상시키는 방법을 제안하였다. 또한 용접 부위 인근의 요소의 크기의 제한이 없고 입력 변수의 계산이 손쉬운 효율적인 쉘 요소 탄성 해석 기반의 대형 용접 구조물의 변형 예측 방법론을 제안하였다. 기존 방법들이 각 변형과 횡수축의 예측에 초점을 두었다면 본 연구에서는 이를 종 굽힘까지 확장하여 그 정확도를 개선하였다. 제안하는 방법을 적용하면, 대형 용접 구조물의 각 변형과 횡 수축 및 종 굽힘에 대한 예측을 손쉽게 수행이 가능하다. 또한 제안하는 방법을 응용하여 별도의 전처리 과정이 필요 없는 용접 변형 해석 전용 프로그램을 개발하였으며, 실제 대형 용접 구조물에 대하여 레이저 스캐너로 면 외 변형 량을 측정하여 이를 검증하였다.
