• 제목/요약/키워드: 균열관통거동

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원주방향 관통균열을 갖는 원통형 쉘 구조의 패치보강 해석 (Analysis of Patched Cylindrical Shells with Circumferential Through-Wall Cracks)

  • 안재석;김영욱;우광성
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권6A호
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    • pp.411-418
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    • 2012
  • 이 연구에서는 수치해석 실험을 통하여, 원주방향 관통균열을 갖는 원통형 쉘의 패치보강 전후의 거동에 대한 평가와 다양한 변수에 따른 패치보강 효과를 분석하였다. 해석 모델의 신뢰성을 높이기 위해, h-법 및 p-법에 기초한 모델링, 두 가지 방법이 동시에 고려되었다. 또한 선형탄성파괴역학 개념에 기초하여 에너지 방출률을 산정하기 위해, 등가영역적분법 및 가상균열확장법이 고려되었다. 해석 예제로서, 먼저 연구에서 수행된 h-법 및 p-법 유한요소 모델을 검증하기 위해, 패치 보강전의 인장력을 받는 관통 균열이 있는 쉘 구조물이 해석되었으며, 해석 결과값들과 여러 참고문헌 값들이 비교되었다. 그리고 패치 보강된 원통형 쉘 시스템에서의 접착제 두께, 접착제 전단탄성계수, 패치 두께, 패치 재료, 균열 길이 등의 여러 설계 변수에 대한 민감도 해석이 수행되었다.

Alloy 600TT 증기발생기 전열관내 일렬 원주방향 표면 일차수응력 부식균열 성장에 미치는 균열 간격의 영향 고찰 (Investigation on Effect of Distance Between Two Collinear Circumferential Surface Cracks on Primary Water Stress Corrosion Crack Growth in Alloy 600TT Steam Generator Tubes)

  • 허은주;김종성;전준영;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권3호
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    • pp.269-273
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    • 2015
  • 일차수응력부식균열 개시 모델과 거시적 현상학적인 손상역학 접근론에 기반한 유한요소 손상해석을 수행하여 Alloy 600TT 로 제작된 원전 증기발생기 전열관에 발생하는 일렬 원주방향 표면 일차수응력부식균열의 성장에 미치는 균열 간격의 영향을 고찰하였다. 기존 연구 결과와의 비교를 통해 손상해석 방법의 타당성을 검증하였다. 검증된 방법을 일렬 원주방향 표면 일차수응력부식균열에 적용하였다. 적용한 결과, 단일 균열에 비하여 일렬 균열의 경우 보다 빠른 합체시간과 관통시간을 보이며 균열 간격이 증가할수록 합체시간과 관통시간은 증가함을 확인하였다. 또한 일정 간격이상으로 두 균열이 떨어지면 합체 이전에 관통될 수 있음을 확인하였다.

5083-H113 A1 합금의 피로균열진전거동에 미치는 균열형태의 영향 (Influence of crack geometry on fatigue crack growth behavior in 5083- H113 aluminium alloy)

  • 김정규;신용승;윤의박
    • 대한기계학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.781-789
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    • 1988
  • 본 연구에서는 용접성이 좋고 강도도 적당하며 부식에 대한 저항성이 좋아 해 양구조물 및 용접구조용재로서 널리 사용되고 있는 5083-H113 Al 합금을 준비하고 이 재료의 균열형태에 따른 피로균열진전거동을 밝히기 위하여 관통균열과 포면균열의 진 전거동에 미치는 응력비의 영향을 균열닫힘과 함께 검토하였다.

파단전누설 해석 및 균열거동 평가를 위한 축방향 경사관통균열의 탄성 응력확대계수 및 균열열림변위 (Estimation of Elastic Fracture Mechanics Parameters for Slanted Axial Through-Wall Cracks for Leak-Before-Break and Crack Growth Analysis)

  • 허남수;심도준;최순;박근배
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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    • pp.725-726
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    • 2008
  • This paper proposes elastic stress intensity factors and crack opening displacements (CODs) for a slanted axial through-wall cracked cylinder under an internal pressure based on detailed 3-dimensional (3-D) elastic finite element (FE) analyses. Based on the elastic FE results, the stress intensity factors along the crack front and CODs through the thickness at the center of the crack were provided. These values were also tabulated for three selected points, i.e., the inner and outer surfaces and at the mid-thickness. The present results can be used to evaluate the crack growth rate and leak rate of a slanted axial through-wall crack due to stress corrosion cracking and fatigue. Moreover, the present results can be used to perform a detailed Leak-Before-Break analysis considering more realistic crack shape development.

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복수표면균열을 갖는 구조요소의 피로수명 예측 (Fatigue Life Prediction for Multiple Surface Cracks in Finite Plates)

  • 김재동;이종원;홍창호
    • 대한조선학회논문집
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    • 제33권4호
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    • pp.75-86
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    • 1996
  • 최근 선박, 해양구조물, 항공기 및 원자력 플랜트 등 대형구조물의 사용조건이 극도로 가혹해짐에 따라 이들에 대한 신뢰성 및 안전성 보장이 심각한 문제로 대두되고 있다. 이들 대형구조물에 있어, 파손사례의 대부분은 어떤 형태로든 피로현상과 관련된 것으로서 수명 및 잔여수명의 예측과 함께 안정성 평가기술의 확립이 절실히 요구되고 있다. 그러나, 실제 대다수의 결함은 복수표면 균열 상태로 존재하며, 이들은 단일균열의 경우와는 달리 급속히 합체, 성장할 가능성이 높고 따라서, 관통수명 또한 짧아지며, 관통시 표면균열의 길이가 상대적으로 커져 불안정 파괴의 위험성도 그만큼 높아지게 된다. 본 연구에서는 평판 및 필릿 용접부에 존재하는 복수의 직렬표면균열을 대상으로 인접균열간 간섭효과, 합체현상을 고찰하여 피로균열 진전거동 및 피로수명 예측프로그램을 개발하고, 이를 기존의 실험결과와 비교, 평가하여 그 정도 및 실용성을 확인하였다.

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원주방향 관통형 균열을 가지는 중공축의 비틀림에 의한 균열성장수명 예측 (Crack Growth Life Prediction of Hollow Shaft with Circumferential Through Type Crack by Torsion)

  • 김연희;박정선
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.1-8
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    • 2023
  • 회전익 항공기의 동력전달축은 경량화를 위하여 중공축을 적용하였으며 선형탄성 파괴역학을 이용해 균열 전파 거동을 예측할 수 있다. 본 논문에서는 유한요소해석을 통하여 원주방향 관통형 균열을 가지는 중공축의 균열성장수명을 예측하였다. 비틀림을 부여하고 균열을 고려한 요소를 형성하여 2차원 유한요소모델을 생성하였다. 초기 균열 길이를 정의하고 균열 길이를 증가시켜 유한요소해석을 수행해 균열 선단의 응력확대계수를 도출하였다. 응력확대계수가 중공축을 구성하는 재료의 파괴인성을 초과하기 직전의 길이를 한계 균열 길이로 정의한다. 응력확대계수 핸드북을 통해 응력확대계수를 계산하여 한계 균열 길이를 도출하고 균열성장속도식을 수치적분하여 각각의 균열성장수명을 비교해 제안한 유한요소해석 기법을 검증하였다.

6061알루미늄의 피로 균열 성장과 관통에 따른 탄성파의 응력비 영향 (Influence of Stress Ratio of Elastic Waves Generated by Fatigue Crack Growth and Penetration in 6061 Aluminum Plates)

  • 안석환;김진욱;남기우
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제29권6호
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    • pp.822-827
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    • 2005
  • The characteristics of elastic waves emanating from crack initiation and propagation in 6061 aluminum alloy subjected to fatigue loading with different stress ratio was investigated. The objective of this study is to determine the properties of the signals generated from each stage of fatigue crack growth. AS a crack propagates, substantial elastic wave occurred just prior to penetration. Then it decreased and the crack penetrated. The waveforms and their power spectra were found to be dependent on the different stress ratio associated with the signals. It is determined that high-frequency signal $0.5{\sim}0.75$ MHz is most likely emitted during crack propagation at peak load of fatigue cycle which release the highest energy. It is determined that 0.3 MHz is closely related to crack closure effect. The frequency peaks below 0.25 MHz may be attributed to fretting or hydraulic noise.

LNG탱크용 알루미늄합금 A5083-O의 관통균열 전파거동 예측 모델 (A Model Estimating the Propagation Behavior of through cracks in Aluminum alloy A5083-O for LNG Tank)

  • 김영식;조상명;김종호
    • 한국해양공학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.50-57
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    • 1998
  • The leak before break(LBB) concept is generalized on the design of LNG tanks, pressure vessels and nuclear reactor in that any leakage of containment, in whatever amount, will not result in catastropic failure. For this purpose it is necessary to determine the surface crack shape, the opening displacement and the risk of catastropic brittle fracture when it becomes a through crack. In this study the crack propagation behavior of surface flaws and the crack opening displacement of through cracks under combined membrane and bending stresses were investigated with fatigue tests and fracture toughness test of aluminium alloy A5083-O. And fracture mechanics analysis of the crack opening displacement of through cracks were made in order to develop a new model expressing the behaviors of COD under combined membrane and bending stresses.

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응력집중부를 갖는 표면균열재의 균열길이 변화에 따른 피로거동 (The Fatigue Behavior by Variety of Crack Length of Surface Cracked Plate with Stress Concentration Part)

  • 남기우;김선진
    • 한국해양공학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.83-91
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    • 1995
  • Surface defects in structural members are apt to be origins of fatigue cracks growth, which may cause serious failure of whole structures. Most structure has a part where stress concentrates such as welded joints, corner parts, etc. And then, analysis on crack growth and penetration from these defects, therefore, is one of the most important subjects for the reliability of LBB design. The present paper has performed an experimental and analysis on the fatigue crack propagation by variety in crack length of surface cracked plate with stress concentration part. The crack growth behavior can be explained quantitatively by using Newman-Raju equation and the stress partitioning method proposed by ASME B&P Code Sec. XI. The stress concentration factor $K_t$ has affected on the crack growth. The crack growth after penetration depends upon the initial front side crack length.

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