• 제목/요약/키워드: 곡관 요소

검색결과 29건 처리시간 0.03초

유한요소법을 이용한 곡관의 자긴가공 해석 (Autofrettage Analysis of Pipe Bend using Finite Element Method)

  • 박찬중;고승기;나의균;백태현
    • 대한기계학회:학술대회논문집
    • /
    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
    • /
    • pp.637-642
    • /
    • 2008
  • Autofrettage analysis of a bend in the fuel injcetion pipe has been performed to investigate the distribution of residual stresses due to pipe bending and autofrettage processes. The pipe bending was simulated by metal forming analysis using finite element method, and residual stress distribution after bending was found. Autofrettage following the pipe bending was performed by applying the hydrostatic internal pressures of 603 MPa, 535 MPa, 500 MPa on the pipe bend, corresponding to theoretical 26 %, 14 %, 9 % overstrain levels, respectively. Residual stress distributions due to bending and autofrettage were evaluated.

  • PDF

탄소성 유한요소 해석을 통한 곡관 두께에 따른 파손 위치 및 균열 진전 방향 분석 (Analysis of the Elbow Thickness Effect on Crack Location and Propagation Direction via Elastic-Plastic Finite Element Analysis)

  • 김재윤;이종민;김윤재;김진원
    • 한국압력기기공학회 논문집
    • /
    • 제18권1호
    • /
    • pp.26-35
    • /
    • 2022
  • When piping system in a nuclear power plant is subjected to a beyond design seismic condition, it is important to accurately determine possibility of crack initiation and, if initiation occurs, its location and time. From recent experimental works on elbow pipes, it was found that the crack initiation location and crack propagation direction of the SA403 WP316 stainless steel elbow pipe were affected by the pipe thickness. In this paper, the crack initiation location and crack propagation direction for SA403 WP316 stainless steel elbow pipes with different thickness were analyzed via elastic-plastic finite element analysis. Based on FE results, the effect of the pipe thickness on different crack initiation location and crack propagation direction was analyzed using ovality, stress and strain components. It was also confirmed that the presence of internal pressure had no effect on the crack initiation location and crack propagation direction.

내압과 굽힘하중을 받는 곡관의 소성 하중에 굽힘 각도가 미치는 영향 (Effect of Bend Angle on Plastic Loads of Pipe Bends Under Internal Pressure and In-Plane Bending)

  • 이국희;오창식;유봉;박치용;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • 제31권3호
    • /
    • pp.322-330
    • /
    • 2007
  • This paper quantifies the effect of a bend angle of a pipe bend on plastic loads, via small strain and large strain FE limit analyses using elastic-perfectly plastic materials. To consider the effect of the attached straight pipe, two limiting cases are considered. One case corresponds to the pipe bend without the attached straight pipe, and the other to that with a sufficiently long attached straight pipe. For the former case, the FE results suggest that the limit load is not affected by the bend angle for both in-plane bending and internal pressure. For the latter case, however, the bend angle affects plastic loads. An interesting finding is that the plastic load smoothly changes from the limit load of the straight pipe when the bend angle approaches zero to the plastic load of the $90^{\circ}$ pipe bend when the bend angle approaches 90 degree. Based on such observations, closed-form plastic load solutions are proposed for the pipe bend with an arbitrary bend angle under in-plane bending and internal pressure.

소변형 이론에 입각한 감육이 존재하는 90 도 곡관의 한계하중 (I) - 내압 - (Plastic Limit Loads of 90° Elbows with Local Wall Thinning using Small Strain FE Limit Analyses (I) - Internal Pressure -)

  • 안중혁;김종현;홍석표;박치용;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • 제31권5호
    • /
    • pp.586-593
    • /
    • 2007
  • This paper proposes closed-form plastic limit load solutions for elbow with local wall thinning at extrados under internal pressure. This work was performed using 3-dimensional, small strain FE analyses based on elastic-perfectly plastic materials. The wide range of elbow and local wall thinning geometries are considered. For systematic analyses for effect of axial thinning extent on limit loads, two limiting cases are considered; a sufficiently long thinning, and the circumferential part-through surface crack. Then, the closed-form plastic limit load solutions for intermediate thinning are obtained by using result of two limiting cases. The effect of axial thinning extent for elbow on plastic limit load is highlighted by comparing with that for straight pipes. Although the proposed limit load solutions are developed for the case when local wall thinning exist in the center of elbow, it is also shown that they can be applied to the case when local wall thinning exists anywhere within elbow.

직관과 곡관의 경계 용접부에 존재하는 원주방향 표면균열에 대한 탄소성 파괴역학 해석 (Elastic-Plastic Fracture Mechanics Analyses for Circumferential Part-Through Surface Cracks at the Interface Between Elbows and Pipes)

  • 송태광;오창균;김종성;진태은;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • 제31권6호
    • /
    • pp.710-717
    • /
    • 2007
  • This paper presents plastic limit loads and approximate J-integral estimates for circumferential part-through surface crack at the interface between elbows and pipes. Based on finite element limit analyses using elastic-perfectly plastic materials, plastic limit moments under in-plane bending are obtained and it is found that they are similar those for circumferential part-through surface cracks in the center of elbow. Based on present FE results, closed-form limit load solutions are proposed. Welds are not explicitly considered and all materials are assumed to be homogeneous. And the method to estimate the elastic-plastic J-integral for circumferential part-through surface cracks at the interface between elbows and straight pipes is proposed based on the reference stress approach, which was compared with corresponding solutions fur straight pipes.

소변형 이론에 입각한 감육이 존재하는 90 도 곡관의 소성 한계 하중 (II)- 굽힘 - (Plastic Limit Loads of 90° Elbows with Local Wall-Thinning Using Small Strain FE Limit Analyses (II)- Bending Moment -)

  • 김종현;안중혁;홍석표;박치용;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • 제31권4호
    • /
    • pp.496-505
    • /
    • 2007
  • This paper proposes closed-form plastic limit load solutions for elbows under in-plane bending, via three-dimensional (3-D), small strain FE limit analyses using elastic-perfectly plastic materials. A wide range of elbow and thinning geometries are considered. For systematic analyses of the effect of the axial thinning length on limit loads, two limiting cases are considered; a sufficiently long wall thinning, and the circumferential part-through surface crack. Closed-form plastic limit load solutions for wall thinning with intermediate longitudinal extents are then obtained from these two limiting cases. The effect of the axial extent of wall thinning on plastic limit loads for elbows is highlighted by comparing that for straight pipes. Although the proposed solutions are developed for the case when wall thinning exists in the center of elbows, it is also shown that they can be applied to the case when wall thinning exists anywhere within the elbow.

선형탄성해석과 mα-tangent방법을 이용한 배관 한계하중 평가 적용성 (Applicability of the mα-tangent Method to Estimate Plastic Limit Loads of Elbows and Branch Junctions)

  • 김재민;김상현;배경동;김윤재;김종성
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • 제41권6호
    • /
    • pp.499-505
    • /
    • 2017
  • 본 연구에서는 선형탄성 유한요소해석 방법과 $m_{\alpha}-tangent$ 방법으로 한계하중을 계산하고 이를 기존의 연구들에 의해 제시된 한계하중 식들과 비교하였다. 해석의 대상은 배관계의 대표 형상인 곡관과분기관을 선정하였다. 곡관과 분기관의 형상 변수를 다양하게 바꿔가면서 $m_{\alpha}-tangent$ 방법의 적용가능성을 살펴보았다. 하중은 내압하중과 면내굽힘하중을 각각 고려하였으며 곡관의 경우에는 기존의 한계하중식과 $m_{\alpha}-tangent$방법이 비교적 잘 일치함을 확인하였다. 하지만 분기관의 경우 형상의 특수성으로 인해 뚜렷한 경향 없이 기존의 한계하중 식과 $m_{\alpha}-tangent$ 방법이 일치하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 이는 $m_{\alpha}-tangent$ 방법이 불연속부의 응력집중현상에 의해 왜곡된 결과를 갖기 때문으로 보인다.

회전자력연마시스템의 개발과 유한요소 해석에 관한 연구 (Development and Finity Element Analysis of the Finishing System Using Rotationg Manetic Field)

  • 최민석;김정두
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
    • /
    • pp.136-141
    • /
    • 1993
  • 진공챔버,위생튜브등 정밀한 내면을 필요로 하는 경우 표면거칠기를 향상시키기 위한 방법으로 전해가공 및 수작업을 하는 경우가 대부분인데 이는 가공비가 비씨고 다듬질 시간이 많이 걸리는 등 매우 비경제적이다. 더구나 길이가 긴 관이나 구부러진 관의 내면은 기계적으로 다듬질이 매우 어렵다. 그러나 최근에 개발된 전자기장을 이용한 자력 연마가공법은 기존의 기계적인 가공법과는 달리 실제 가공을 행하는 공구부와 ㅣㅇ를 구동하는 구동부 사이에 공극을 허용하기 때문에 이를 이용하여 회전이 불가능한 곡관의 내면다듬질을 가능하게 하였다. 지금까지 연구들은 단순히 전자석 및 전원으로 이루어진 수동가공 시스템으로서 가공공정 자체의 특성파악에 집중되어 왔으나 자력연마법의 장점중의 하나인 다듬질 공정의 자동화 가능성을 실현시키기 위해서는 공정의 제어가 필요하다. 본 연구에서는 이를 실현시키기 위한 기초연구로서 컴퓨터구동 회전자력연마가공 시스템을 개발하고 그 기본특성을 알아보기 위해 유한요소법을 이용하여 원형 요오크 및 여섯개의 자극에 대해 자력선의 분포를 알아보았다. 또한 이로부터 가공영역의 자속밀도를 계산하고 다듬질 가공을 가능케 하기위한 회전자화의 발생방법에 대해 고찰하였다.

  • PDF

유한요소해석에 기초한 감육곡관 손상압력 평가 모델 개발 (Development of Failure Pressure Evaluation Model for Local Wall-Thinned Elbows Based on Finite Element Analysis)

  • 김진원;박종선
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • 제32권12호
    • /
    • pp.1063-1071
    • /
    • 2008
  • This paper provides a failure pressure evaluation model for local wall-thinned elbows. In this study, parametric finite element analyses are performed on the elbows containing local wall-thinning defect at their intrados and extrados, and the failure pressures are obtained from the analysis results by applying a local failure criterion that was validated by real-scale pipe tests. An evaluation model including the effects of thinning depth, length, circumferential angle, thinning location, and elbow geometries on the failure pressure is derived based on the evaluated failure pressures. The proposed model agrees well with the results of finite element analyses and reasonably estimates the dependence of failure pressure on the wall-thinning dimensions and elbow geometries. Also, the comparison with experimental data demonstrates that the proposed evaluation model can accurately predict the failure pressure of local wall-thinned elbows.

배관 로봇을 이용한 배관 검사 자동화 기술 (Automated Technology for Pipelines Inspection Using Inpipe Robot)

  • 노세곤;최혁렬
    • 비파괴검사학회지
    • /
    • 제22권3호
    • /
    • pp.261-266
    • /
    • 2002
  • 현재까지 검사를 목적으로 하는 배관 검사용 로봇에 관한 많은 연구가 소개되어 왔다. 그러나 지하매설 배관의 복합한 배관 요소 내에서 주행 할 수 있는 충분한 이동성을 갖추고 있는 로봇을 개발한다는 것은 여전히 어려운 것처럼 보인다. 배관 검사에 사용하기 위한 로봇은 수평관 및 수직관과 같은 기본적인 배관요소 내에서 자유롭게 주행해야 한다. 더불어 축소관이나 곡관에서 주행 할 수 있고 특히 분기관에서 조향 능력은 필수적이다. 본 논문에서는 배관 검사 로봇의 개발에 있어 필수적인 요소와 기술이 소개되며 지난 수년간 연구를 통하여 개발한 배관검사 로봇이 소개된다.