• 제목/요약/키워드: 압력과 모멘트의 복합하중

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압력과 모멘트의 복합하중을 받는 곡관의 소성 붕괴하중 예측식 개발 (Closed-Form Plastic Collapse Loads of Pipe Bends Under Combined Pressure and In-Plane Bending)

  • 오창식;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권8호
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    • pp.1008-1015
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    • 2006
  • Based on three-dimensional (3-D) FE limit analyses, this paper provides plastic limit, collapse and instability load solutions for pipe bends under combined pressure and in-plane bending. The plastic limit loads are determined from FE limit analyses based on elastic-perfectly plastic materials using the small geometry change option, and the FE limit analyses using the large geometry change option provide plastic collapse loads (using the twice-elastic-slope method) and instability loads. For the bending mode, both closing bending and opening bending are considered, and a wide range of parameters related to the bend geometry is considered. Based on the FE results, closed-form approximations of plastic limit and collapse load solutions for pipe bends under combined pressure and bending are proposed.

압력과 모멘트의 복합하중을 받는 곡관에 대한 유한요소 한계하중 해석 (Limit Loads for Pipe Bends under Combined Pressure and in-Plane Bending Based on Finite Element Limit Analysis)

  • 오창식;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권5호
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    • pp.505-511
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    • 2006
  • In the present paper, approximate plastic limit load solutions fur pipe bends under combined internal pressure and bending are obtained from detailed three-dimensional (3-D) FE limit analyses based on elastic-perfectly plastic materials with the small geometry change option. The present FE results show that existing limit load solutions for pipe bends are lower bounds but can be very different from the present FE results in some cases, particularly for bending. Accordingly closed-form approximations are proposed for pipe bends under combined pressure and in-plane bending based on the present FE results. The proposed limit load solutions would be a basis of defective pipe bends and be useful to estimate non-linear fracture mechanics parameters based on the reference stress approach.

압력과 모멘트의 복합하중을 받는 곡관에 대한 유한요소 한계하중 해석 (Limit Loads for Pipe Bends under Combined Pressure and in-Plane Bending Based on Finite Element Limit Analysis)

  • 오창식;김윤재
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.401-402
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    • 2006
  • In the present paper, approximate plastic limit load solutions for pipe bends under combined internal pressure and bending are obtained from detailed three-dimensional (3-D) FE limit analyses based on elastic-perfectly plastic materials with the small geometry change option. The present FE results show that existing limit load solutions for pipe bends are lower bounds but can be very different from the present FE results in some cases, particularly for bending. Accordingly closed-form approximations are proposed for pipe bends under combined pressure and in-plane bending based on the present FE results. The proposed limit load solutions would be a basis of defective pipe bends and be useful to estimate non-linear fracture mechanics parameters based on the reference stress approach.

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원통형 복합재료 압력 용기의 기계적 물성 평가를 위한 세그먼트 형 링 버스트 시험 방법 분석 (Analysis of the Segment-type Ring Burst Test Method for the Mechanical Property Evaluation of Cylindrical Composite Pressure Vessel)

  • 김외태;김성수
    • Composites Research
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    • 제34권4호
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    • pp.257-263
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    • 2021
  • 복합재료는 높은 비 강성 및 비 강도 특성으로 인해 기체 혹은 액체 연료를 저장하기 위한 압력 용기의 설계 및 제작에 널리 활용되고 있다. 이에 따라, 압력용기의 파열압력 또는 파단 변형률의 기계적 특성의 보다 정확한 측정은 상용화 전에 필수적 요소이다. 그러나, 기존의 시험방법을 활용한 복합재료 압력 용기의 안전성 검증은 하중 전달 매체의 변형으로 인한 추가적인 에너지 손실의 발생과, 불필요한 하중 및 모멘트의 발생 등의 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 수직기둥의 이론적인 하중전달 정도와 적용 가능한 수직방향 변위를 고려하여 세그먼트형 링 버스트 시험장치를 설계하였다. 또한, 세그먼트 형 링 버스트 시험장치의 균일한 압력분포를 검증하기 위해 수치해석을 활용하였고, 수압 시험방법과 링 시편의 원주방향 응력 및 변형률 분포를 비교하였다. 복합재료 압력용기의 파괴 거동을 모사하기 위해 Hashin 파손 기준을 적용하였고, 실험적으로 파단 변형률을 측정하여 이를 수치해석 결과와 비교하였다.