대한기계학회논문집A (Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A)

  • 제37권5호
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  • Pages.631-640
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  • 2013
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  • 1226-4873(pISSN)
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  • 2288-5226(eISSN)
대한기계학회 (The Korean Society of Mechanical Engineers)
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원주방향 균열 배관에 대한 R6, RCC-MR A16 코드에 의한 1,2 차 복합 하중하에서 J-적분 비교

J-Integral Estimate for Circumferential Cracked Pipes Under Primary and Secondary Stress in R6, RCC-MR A16

  • 투고 : 2012.12.03
  • 심사 : 2013.02.13
  • 발행 : 2013.05.01
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초록

본 논문에서는 R6 코드와 RCC-MR A16 코드에서 원주방향 균열 배관에 대해 제시하는 1,2 차 복합 하중하에서 J-적분 계산법에 대한 정량적인 비교를 하였다. 균열의 형상, 균열의 깊이, 2 차 하중의 크기 변수에 대한 유한요소 해석을 수행 하였고 유한요소 해석 결과를 이용해 각 코드의 J-적분 평가법에 대한 정량적인 비교를 하였다. R6 코드는 $L_r=1$ 부근에서 보수적으로 평가 되었으며 RCC-MR A16 코드의 경우 기계하중이 작은 영역에서 보수적으로 평가되었다. 이와 같은 결과를 토대로 본 논문에서는 원주방향 균열이 있는 배관에 대하여 각 코드의 J-적분 계산을 보완할 수 있는 방법을 제시하였다. 그 결과로 보완된 J-적분 계산이 유한요소해석 결과와 잘 일치하는 것을 확인 하였다.

This paper provides a comparison of the J-integral estimation method under combined primary and secondary stress in the R6, RCC-MR A16 code. The comparisons of each code are based on finite element analysis using ABAQUS with regard to the crack shape, crack depth, and magnitude of secondary load. The estimate of the R6 code is conservative near $L_r=1$, and that of the RCC-MR A16 code is conservative near $L_r=0$. As a result, this paper proposes a modified method of J-integral estimation in the R6, RCC_MR A16 code. The J-integral using the modified method corresponds to the finite element analysis result.

키워드

참고문헌

  1. Ainsworth, R. A., 1986,"The Treatment of Thermal and Residual Stresses in Fracture Assessments," Eng Fracture Mechanics, Vol. 24, pp. 65-76. https://doi.org/10.1016/0013-7944(86)90008-1
  2. Ainsworth, R. A., 1984, "The assessment of defects in Structures of Strain Hardening Material," Eng Fracture Mechanics, Vol. 19, pp. 633-642. https://doi.org/10.1016/0013-7944(84)90096-1
  3. Song, T. K, Kim, Y. J, Nikbin, K. and Ainsworth, R. A., 2009, "Approximate J Estimates for Circumferential Cracked Pipes Under Primary and Secondary Stresses," Eng Fracture Mechanics, Vol. 76, pp. 2109-2125. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2009.06.005
  4. Oh, C. Y, Kim, Y. J, Budden, P. and Ainsworth, R. A., 2011, "Biaxial Stress Effects on Estimating J Under Combined Mechanical and Thermal Stresses," International Journal of Pressure Vessels and Piping, Vol. 88, pp. 365-374. https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2011.05.004
  5. Mirzaee-Sisan, A., Truman, C. E., Smith, D.J. and Smith, M.C., 2007, "Interaction of Residual Stress with Mechanical Loading in a Ferritic Steel," Eng Fracture Mechanics, Vol. 74, pp. 2864-2880. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2006.12.033
  6. R6, 2009, "Revision 4 : Assessment of the Integrity of Structures Containing Defects," Britisih Energy Generation Ltd., Gloucester, UK.
  7. RCC-MR, 2010 edition, "Design and Construction Rules for Mechanical Components of FBR Nuclear Islands and High Temperature applications," Appendix A16,Tome I, Vol. Z, Paris, AFCEN, Paris.
  8. Kim, Y. J., Shim, D. J., Nikbin K., Kim, Y. J., Hwang, S. S. and Kim, J. S., 2003, "Finite Element Based Plastic Limit Loads for Cylinders with Part-tTrough Surface Cracks Under Combined Loading," International Journal of Pressure Vessels and Piping, Vol. 80, pp. 527-540. https://doi.org/10.1016/S0308-0161(03)00106-6