• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.549-555
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• 2009

본 논문에서는 굽힘과 내압이 가해질 때 미터밴드의 한계하중을 3차원 유한요소해석을 이용하여 연구하였다. 재료는 탄성-완전 소성재료로 가정하였고, 기하학적 선형과 비선형 효과를 고려하여 소성 한계하중을 결정하였다. 본 연구를 위한 해석에서는 다양한 범위의 형상 변수가 고려되었다. 유한요소해석 결과를 바탕으로 굽힘에 관한 보간식을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권6호
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• pp.499-505
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• 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.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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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.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2008년도 춘계학술 발표회
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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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권11호
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• pp.1675-1680
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• 2010

캐나다형 중수로에서 피더관은 가동 중에 유동 가속 부식에 의해 감육이 발생한다. 피더관에 감육이 발생하면 배관 건전성이 떨어진다. 본 논문은 원형 감육이 발생한 피더관에서의 기기신뢰성 평가를 위한 한계 하중을 연구하였다. 유한요소 해석을 통하여 면내 굽힘 하중과 내압을 받는 경우에 대하여 연구하였다. 재료는 대변형 효과를 고려하고 탄성-완전소성 재료로 가정하였다. 원형 감육이 발생한 피더관에 대하여 내압과 닫힘 방향, 열림 방향 굽힘 하중에 대하여 한계하중해를 제시하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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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.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.445-452
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• 2010

CANDU형 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 유한요소해석 모델을 적용하기에 적합한 효율적인 취약도 평가기법을 개발하였다. 월성 1호기 격납건물에 대한 물성치를 사용하였다. 개발된 새로운 취약도 평가기법을 도입하여 각각의 파괴모드에 대한 취약도 평가를 수행하였으며, 파괴모드 별, 신뢰도 수준별 취약도 곡선을 도출하였다. 벽체 중단부가 극한내압발생으로 인한 방사능물질 누출에 가장 취약한 것으로 나타났다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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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

• 기계저널
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• 제54권1호
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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.