• 제목/요약/키워드: 균열열림

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원자력 배관의 공학적 파단전누설 해석을 위한 균열열림변위 계산 (Crack Opening Displacement Estimation for Engineering Leak-Before-Break Analyses of Pressurized Nuclear Piping)

  • 허남수;김윤재;장윤석;양준석;최재붕
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제28권10호
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    • pp.1612-1620
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    • 2004
  • This study presents methods to estimate elastic-plastic crack opening displacement (COD) fur circumferential through-wall cracked pipes for the Leak-Before-Break (LBB) analysis of pressurized piping. Proposed methods are based not only on the GE/EPRI approach but also on the reference stress approach. For each approach, two different estimation schemes are given, one for the case when full stress-strain data are available and the other fur the case when only yield and ultimate tensile strengths are available. For the GE/EPRI approach a robust way of determining the Ramberg-Osgood (R-O) parameters is proposed, not only fur the case when detailed information on full stress-strain data is available but also for the case when only yield and ultimate tensile strengths are available. The COD estimates according to the GE/EPRI approach, using the R-O parameters determined from the proposed R-O fitting procedures, generally compare well with the published pipe test data. For the reference stress approach, the COD estimates according to the method based on both full stress-strain data and limited tensile properties are in good agreement with pipe test data. In conclusion, experimental validation given in the present study provides sufficient confidence in the use of the proposed method to practical LBB analyses even though when information on material's tensile properties is limited.

신경회로망을 이용한 변동하중 하에서의 균열열림점 자동측정 (Automatic Determination of Crack Opening Loading under Random Loading by the Use of Neural Network)

  • 강재윤;송지호;김정엽
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권9호
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    • pp.2283-2291
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    • 2000
  • The neural network method is applied to automatically measure the crack opening load under random loading. The crack opening results obtained are compared with the visual measured results. Fatigue crack growth under random loading is predicted using the crack opening data measured by the neural network method, and the prediction results are compared with experimental ones. It is found that the neural network method can be successfully applied to consistently measure the crack opening load under random loading and also gives some results different from the results by visual measurement.

압흔가공위치에 따른 피로균열 전파거동 (The Behavior of Fatigue Crack Propagation by Position of Indentations)

  • 송삼홍;최진호
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.28-32
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    • 1995
  • This effective way for repairing a fatigue crack is making indetations around fatigue crack tip. In this paper, we performed fatigue test to investigate the optimal position of the indentations, and observed crack opening behavior at the same time. The indentation positions of specimens were on the crack tip, front and back of the crack tip. The results of the experiment showed taht it was veryeffective way to increase fatigue life that making indentations on the crack tip, and it was the optimal position that making indentations on the crack tip.

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소성거동을 고려한 원주방향 관통균열 열림에 미치는 압력유기굽힘의 구속효과 평가 모델 (Evaluation Model for Restraint Effect of Pressure Induced Bending on the Circumferential Through-Wall Crack Opening Considering Plastic Behavior)

  • 김진원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권9호
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    • pp.1134-1141
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    • 2006
  • This paper presents the model for evaluating restraint effect of pressure induced bending (PIB) on the circumferential through-wall crack opening displacement (COD), which considers plastic behavior of crack. This study performed three-dimensional elastic-plastic finite element (FE) analyses for different crack angle, restraint length, pipe geometry, stress level, and material conditions, and evaluated the influence of each parameter on the PIB restraint effect on COD. Based on these evaluations and additional perfectly-plastic FE analyses, a closed-form model to evaluate the restraint effect of PIB on the plastic crack opening of circumferential through-wall crack, was proposed as functions of crack angle, restraint length, radius to thickness ratio, axial stress corresponding to an internal pressure, and normalized COD evaluated from linear-elastic crack opening condition.

균열 진전의 효과를 고려한 $C^*$ 적분의 수정 (A Modification of the $C^*$ Integral Considering the Effect of Crack Growth)

  • 최영환;방종명;염윤용;송지호
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.77-86
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    • 1989
  • 본 연구에서는 $C^{*}$ 적분을 수정하여 균열 진전의 효과를 배제하는 새로운 크립 파괴의 하중 매개변수 $C_{m}$ 을 제안하고 그 타당성을 검토한다. 또한 $C_{m}$ 의 전개 과정에서 유도되는 다른 하중 매개변수들의 특성과 그 이용가능성을 조사한다. 균열 진전 속도가 $C^{*}$ 의 지배를 받는 것으로 알려져 있는 스테인레스 강(stainless steel) STS 304(KS 규격)를 사용한 크립파괴 실험을 600.deg. C에서 수행하여 $C_{m}$ 의 크립 파괴에 대한 적용 가능성을 조사하도록 한다.

굽힘 및 비틀림 하중작용시 횡방향 모재균열을 갖는 복합재료 판넬 해석 (Analysis of a Composite Panel with Transverse Matrix Cracks under Bending and Twisting Moments)

  • 박정선;허해규;이수용
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제21권6호
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    • pp.971-980
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    • 1997
  • This study is to investigate the stiffness degradation of a composite laminated panel including transverse matrix cracks subjected to bending and twisting moments. Micromechanics theory on the composite material is derived by introducing crack density. Iterative numerical scheme is developed to calculate the degraded composite stiffness which has nonlinear relation due to the crack density. The finite element method is used for structural analysis of the composite panel. Structural responses of the composite panel are examined for various laminated angles and crack density under the bending and twisting moments. Also, the effect of crack opening and closing is considered in the examination. It is realized that the matrix cracks may cause severe stiffness reduction and should be considered in the composite laminated panel.

직접측정법을 이용한 혼합모드 하중 하에서 피로균열의 닫힘과 전파거동 (Fatigue Crack Closure and Propagation Behavior Under Mixed-Mode Loading Observed by the Direct Measuring Method)

  • 송삼홍;서기정;이정무
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.152-158
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    • 2005
  • The stress conditions acting on the practical structure are complex, and thus most cracks existing in the practical structures are under mixed-mode loading conditions. The effect of shear load component of mixed-mode loading acts more greatly in the stage of crack initiation and initial propagation than crack propagation stage. Hence, research on the behavior in the stage of crack initiation and initial propagation need to be examined in order to evaluate behavior of mixed-mode fatigue cracks. In this study, the crack tip displacement(CTD) was measured by using the direct measuring method(DMM). We examined the behavior at crack tip by determining crack opening load$(P_{op})$. From the test results, the propagation behavior of mixed-mode fatigue cracks was evaluated by considering mixed-mode crack closure. Also, we examined the characteristic of crack propagation under mixed-mode loading with crack propagation direction.

컴팩트 인장 시편을 이용한 연성 재료의 불안정 균열 성장에 관한 연구 (Crack Growth Instability for Ductile Material Using the Compact Tension Specimen)

  • 이홍서;김희송
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.928-937
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    • 1989
  • 본 연구에서는 Shih등이 제안한 찢어짐 계수인 T$_{\delta}$의 불안정 파괴 매개 변수로서의 적용 가능성을 컴팩트 인장 시편(compact tension specimen dlgk CTS로 칭함)을 사용하여 검토한다. 이를 위하여 시험기에 스프링을 부착하여 시편에 불안정 파괴 실험을 수행한다. 재료의 불안정성을 판정하는 찢어짐 계수를 구하기 위해서는 CTOD-정항 곡선을 결정해야 한다. CTOD는 하중선 변위를 측정하여 CTOD- 하중선 변위 관계식으로 평가한다.한다.

해석과 실험을 결합한 구리 박막의 파괴인성 평가 (Evaluation of Fracture Toughness of Copper Thin Films by Combining Numerical Analyses and Experimental Tests)

  • 김현규;오세영;김광수;이행수;김성웅;김재현
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권2호
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    • pp.233-239
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    • 2013
  • 본 연구에서는 해석과 실험을 결합하여 $15{\mu}m$ 두께 구리 박막의 파괴인성을 평가하였다. 박막의 균열 진전 실험에서 관측된 영상과 동일한 균열 열림 형상을 보이는 국부-전체 유한요소 해석 모델의 원거리장 하중 조건을 역문제로 구성하여 구하게 된다. 단순화시킨 원거리장 하중 조건을 사용하여 유한요소 해석을 하였으며 균열 선단의 J-적분을 통하여 파괴인성을 평가하였다. 실험에서는 균열이 있는 구리 박막을 알루미늄 판에 붙여서 하중을 간접적으로 부여하였으며, 현미경 카메라를 사용하여 균열의 열림을 관측하였다. 마이크로 인장시험기를 사용하여 구리 박막의 응력-변형률 곡선을 구하였으며 구리 박막의 결정립 크기를 관측하기 위하여 투과전자현미경(TEM)을 사용하였다. 본 연구서는 $500nm{\sim}1{\mu}m$ 크기 결정립을 갖는 구리 박막의 파괴인성은 $6,962J/m^2$ 으로 평가되었다.

CFRP로 보강한 하이브리드 복합재료의 비파괴검사법을 이용한 피로균열 지연의 연구 (A Study on Fatigue Crack Retardation Using NDT Test in a Hybrid Composite Material Reinforced with a CFRP)

  • 윤한기;박원조;허정원
    • Composites Research
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    • 제12권3호
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    • pp.1-7
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    • 1999
  • Al2024-T3 판재에 카본/에폭시(carbon/epoxy) 라미네이트를 섬유배열 방향 $0^{\circ}$/$90^{\circ}$$\pm$$45^{\circ}$로 2 Plies 보강하여 CPAL(Carbon Patched ALuminum alloy)재를 제작하고, 응력비 R=0.2, 0.5에서 피로균열전파 실험을 실시하였다. X-Ray와 초음파 C-Scan 장비를 이용하여 A/2024-T3 판재의 균열과 CFRP 라미네이트 박리 거동을 조사하여 피로균열 지연 거동과 지연기구(mechanism)를 연구하였다. A/2024-T3 시험편에 비해서 CPAL 시험편은 피로균열전파속도가 현저하게 지연되었으며, 지연 정도는 $0^{\circ}$/$90^{\circ}$ CPAL이 $\pm$$45^{\circ}$ CPAL 시험편보다 크고, 응력비 R=0.2에서 응력비 R=0.5보다 크게 나타났다. CPAL 시험편의 피로균열 지연 효과는 균열후방의 박리 및 비박리 CFRP 라미네이트가 A/2024-T3 판재의 균열열림(COD)을 감소시키는 균열브리징미케니즘(crack bridging medhanism) 때문에 발생함을 확인하였다.

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