• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.22 no.6
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• pp.549-555
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• 2009

Based on three-dimensional(3-D) finite element limit analyses, this paper provides limit and TES (Twice-Plastic Load) loads for mitred pipe bends under bending and pressure. The plastic limit loads are determined from FE limit analyses based on elastic-perfectly-plastic materials using the small and large geometry change option. A wide range of parameters related to the mitred bend geometry is considered. Based on the finite element results, closed-form approximations of plastic limit and TES plastic load solutions for mitred pipe bends under bending are proposed.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.287-290
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• 2009

이 논문에서는 가압중수형(Pressurized Heavy Water Reactor) 프리스트레스 콘크리트 격납건물의 1/4 축소모델에 대한 극한내압능력과 전반적인 비선형거동에 관한 유한요소 해석을 수행하였다. 가압중수형 격납건물은 원통형 벽체와 돔으로 구성되었고, 4개의 부벽을 갖는다. 유한요소해석을 위해서 상용코드 ABAQUS를 이용하였고, 콘크리트, 철근 및 텐던에 대한 수치모델링을 작성하여 자중과 내압하중을 적용하였고, 텐던의 2% 변형률을 기준으로 극한내압능력을 평가하였다. 이때 사용된 재료모델로 콘크리트는 Concrete Damaged Plasticity 모델을 사용하였고, 철근과 텐던은 Elasto-Plastic 모델을 적용하였다. 유한요소 해석결과 콘크리트의 초기균열 0.41MPa에서 발생하였고, 극한내압은 0.56MPa 정도로 평가되었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.41 no.6
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• pp.499-505
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• 2017

In this study, the limit loads calculated by the $m_{\alpha}-tangent$ method based on the linear finite element analysis are compared with the closed form solutions that are proposed by various authors. The objects of the analysis is to select the elbow and the branch pipe which are representative structure of piping system. The applicability of the $m_{\alpha}-tangent$ method are investigated by applying it to cases with various geometries. The internal pressure and the in-plane bending moment are considered and the $m_{\alpha}-tangent$ method is in good agreement with the existing solutions in case of elbows. However, the limit loads calculated by the $m_{\alpha}-tangent$ method for branch junctions do not agree well with the existing solutions and do not show any tendency. The reason is a biased result due to the stress concentration of the discontinuous parts.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2008.11a
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• pp.299-304
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• 2008

This paper presents plastic limit loads of piping branch junctions with local wall thinning under combined pressure and in-plane bending, based on systematic three-dimensional finite element limit analyses using elastic-perfectly plastic materials. An ideal branch junction without weld or reinforcement around the intersection is considered with two locations of wall thinning; one in the run pipe, and the other in the branch pipe. Based on FE results, effects of thinning geometries on plastic limit moments are quantified and simple approximations of plastic limit loads are proposed.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2008.04a
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• pp.149-154
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• 2008

도시가스용 배관으로 사용하고 있는 폴리에틸렌 배관은 유연하여 시공이 용이할 뿐만 아니라 부식 및 전식이 일어나지 않아 유지관리가 편리하고 교체 없이 50년 이상 사용이 가능하여 금속 소재에 비하여 경제적이기 때문에 그 사용량이 증가하고 있다. 그러나 차량의 증가 등으로 인하여 매설된 배관에 많은 응력이 집중되고 있다. 따라서 토하중 뿐만 아니라 증가한 차량 등에 의한 하중이 복합적으로 작용할 경우에 매설된 배관이 어느 정도의 응력을 받고 있는지를 검토하고자 하였다. 직경이 $50{\sim}400mm$인 배관을 대상으로 매설깊이를 $0.6{\sim}1.2m$로 변화시키고 사용압력을 $0.4{\sim}4bar$로 변화시켜 그 결과를 검토하였다. 결과는 수식해와 유한요소 해석 방법을 이용하여 계산하였으며 두 결과를 비교하여 유한요소 해석 방법의 신뢰성을 높였다. 두 해석방법 모두 내압에 의한 영향, 토양하중에 의한 영향 그리고 차량 하중에 의한 영향을 각각 계산하였다. 그리고 각 하중이 복합적으로 작용할 경우에 대한 응력을 계산하여 매설 깊이에 따라 배관에 발생하는 응력을 계산하였다. 또한 가스배관 설계에 사용하는 허용응력을 4가지로 구분하여 발생한 응력과 비교하여 그 안전성을 검토하였다. 수식해와 유한요소 해석 결과를 비교하여 각각의 결과를 검증한 결과 수식해가 유한요소 결과보다 약간 높은 응력값을 나타내었으며 내압, 토하중, 차량하중 등이 복합적으로 작용할 경우에 매설깊이가 1m일 때 가장 낮은 원주방향응력이 발생하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.11
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• pp.1675-1680
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• 2010

Flow Accelerated Corrosion (FAC) occurring during in-service conditions results in localized wall-thinning in the feeder pipes of CANDU. The wall-thinning of the feeder pipes is the main degradation mechanisms affecting the integrity of piping systems. In this paper, we assess the integrity of wall-thinned feeder pipes by limit load analysis. The limit loads for wall-thinning feeder pipes subjected to in-plane bending and internal pressure were determined on the basis of finte element limit analyses. The limit loads are determined from the results of limit analyses of elasticperfectly-plastic materials using the large geometry change. Closed-form approximations of limit load solutions for wall-thinning feeder pipes subjected to in-plane bending and pressure are proposed.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.653-656
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• 2010

월성 1호기 격납건물에 대하여 극한내압하중에 대한 확률론적 취약도 평가를 수행하였다. 격납건물 성능의 불확실성은 가동중 검사 결과를 통해 얻어진 재료 물성치 중앙값과 텐던 긴장력 중앙값을 적용하여 고려하였다. 격납건물은 개구부를 고려하여 3차원 유한요소로 모델링하였으며, 확률론적 취약도 평가를 위하여 대규모의 비선형 유한요소 해석 모델을 적용하기에 적합한 효율적인 취약도 평가 기법을 개발하였다. 월성 1호기 격납건물에 대한 취약도 평가 결과, 벽체 중단부가 극한내압발생으로 인한 방사능물질 누출에 가장 취약한 것으로 나타났으며, 중앙값 성능은 약 55psi, 고신뢰도 저파괴 파괴확률값인 HCLPF(High Confidence Low Probability of Failure)는 약 29psi를 나타내었다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.23 no.4
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• pp.445-452
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• 2010

In this paper an assessment of the internal pressure fragility of the CANDU type containment buildings is performed. The uncertainties of the performance of the containment buildings, material properties and tendon characteristics are referred from the in-service reports of Wolsung Unit 1. The containment buildings are modeled as a three-dimensional finite elements with considering the major opening and penetrations. A new method to evaluate the probabilistic fragility of the massive structural system is developed. The fragility curves of the target containment building are presented with repect to the failure modes and reliability levels. The center of wall is reveled as the most weak structural component of the containment building in the sense of the rupture and catastrophic rupture failure modes.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2007.05a
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• pp.1813-1817
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• 2007

The present work presents plastic limit load solutions for piping branch junctions with local wall-thinning, based on detailed three-dimensional (3-D) and small strain FE limit analyses using elastic-perfectly plastic materials. Three types of loading are considered; internal pressure, in-plane bending on the branch pipe and in-plane bending on the run pipe. The wall-tinning located on variable area of the piping branch junction is considered. A wide range of piping branch junction and wall-thinning geometries are considered. Comparison of the proposed solutions with FE results shows good agreement

• Journal of the KSME
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• v.54 no.1
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• pp.38-42
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• 2014

운영 중인 가스배관에는 매우 낮은 빈도이긴 하지만 부식, 기계적 손상, 내압, 토양하중, 차량하중, 지반침하, 열하중, 균열 등이 생길 수 있다. 안정적인 가스공급과 안전한 배관 운영을 위해서는 손상배관에 대한 건전성 평가가 필요하다. 평가 방법은 국내외 규격을 적용하거나 배관 운영회사에서 독자적인 건전성 평가방안을 적용하면 된다. 결함평가 방안은 고압 가스배관뿐만 아니라, 중저압 가스배관, 압력용기, 원자력 배관, 화학플랜트 배관 등에 필요한 사항이다.