• 제목/요약/키워드: 열응력해석

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유한체적법과 유한요소법을 이용한 응고과정에서의 열응력해석 (Analysis of Thermal Stresses During Solidification Process Using FVM/FEM Techniques)

  • 이진호;황기영
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.1009-1018
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    • 1994
  • An attempt is made to develop a kind of hybrid numerical method for computations of the thermal stresses during a solidification process. In this algorithm, the phase-change heat transfer analysis is perrformed by a finite volume method(FVM) and the thermal stress analysis in a solidifying body by a finite element method(FEM). The temperatures at the grid points calculated in the heat transfer analysis are transferred to those of gauss points in elements by a bi-cubic surface patch technique for the thermal stress analysis. A hyperbolic-sine constitutive law is used to prescribe the inelastic strain rate of material. Results for the unidirectional solidification process of a pure aluminum are compared with those of others and shows good agreement.

선체건조(船體建造)에 있어서 용접공작(熔接工作)으로 인(因)한 열응력(熱應力) 및 잔류응력(殘留應力)에 대(對)한 고찰(考察) -용접작업(熔接作業)으로 인(因)한 열응력해석(熱應力解析)- (Study of the Thermal Stresses and Residual Stresses due to Welding in Hull Constructruction -Thermal Stresses due to Welding-)

  • 김효철;김재근
    • 대한조선학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.25-34
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    • 1976
  • Analytical solutions for the transient temperature and quasi-static thermal stresses which arise in thin plates subjected to an instantaneous point source of heat have been investigated. And the solutions have been extended to the case of a moving source of heat with the aid of the Duhamel's superposition integral. For finite disk an experiment was conducted, the measured temperature histories show a good agreement with the theoretical temperature histories, And the histories of thermal stresses show a good qualitative agreement with the physical phenomena. And also we can find out that the maximum temperature and thermal stresses and their location can be estimated by using the solutions for infinite plates instead of the solutions for a finite plate. The solutions can be used for the problems such as a welding or line heating in a hull construction.

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수밀격벽(水密隔壁)을 관통(貫通)하는 관(管)의 용접시공(熔接施工)으로 인(因)한 열응력해석(熱應力解析)(II) -Penetration piece에서의 열응력(熱應力)- (On The Thermal Stresses due to Welding of a Penetraion Piece for a Watertight Bulkhead Plate(II) -Thermal Stresses in a Penetration Piece-)

  • 김효철
    • 대한조선학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.9-22
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    • 1975
  • As a second step of a thermal stress analysis in a watertight bulkhead plate during welding of a spool type penetration piece, is idealized as a thin circular disk with a clamped boundary. The exact solution for the transient temperature distribution and associated quasi-static thermal stresses which arise in a circular disk subjected to an instantaneous point source of heat acting in its interior has been obtained. And the solutions have been extended to the case of moving source of heat with the aid of the Duhamel's superposition integral and the results finally derived have been compared with the other results from the typical cases. The solutions can be applied to the problem such as a welding of a penetration piece on the watertight bulkhead and also applicable to the problems which occur in cutting or welding.

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수밀격벽(水密隔壁)을 관통(貫通)하는 관(管)의 용접시공(熔接施工)으로 인(因)한 열응력해석(熱應力解析)(I) -격벽판(隔壁板)에서의 열응력(熱應力)- (On the Thermal Stresses due to Welding of a Penetration Piece for a Watertight Bulkhead Plate(I) -Thermal Stresses in a Bulkhead Plate-)

  • 김효철
    • 대한조선학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.1-8
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    • 1975
  • As a first step of a thermal stress analysis in a watertight bulkhead plate during welding of a spool type penetration piece, the bulkhead plate has been idealized as infinite plate with a circular hole. The exact solution for the transient temperature distribution and the associated quasi-static thermal stress which arise in a infinite plate subjected to an instantaneous point source of heat acting on the periphery of the circular hole. And the solutions have been extended to the case of a moving heat source with the aid of the Duhamel's superposition integral. The solutions can be applied to the problems such as a circular cutting or welding of a plate.

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차원축소와 복원관계를 통한 복합재료 보의 열응력 해석 (Thermal Stress Analysis of Composite Beam through Dimension Reduction and Recovery Relation)

  • 장준환;안상호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권5호
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    • pp.381-387
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    • 2017
  • 섬유강화 복합재료는 열팽창 계수의 방향성을 갖고 있을 뿐만 아니라 제작과정 온도와 실제 사용온도 사이의 차이 때문에 필연적으로 열응력 효과를 받게 된다. 이러한 열응력에 의한 파손현상은 실제 항공우주산업에서의 응용이 증대되고 있는 두꺼운 복합 적층판의 경우에 더욱 현저한 현상으로 적층판의 역학적 기능 및 파단강도에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 복잡한 재질로 구성되고 높은 세장비를 가진 블레이드 날개 구조의 차원축소 및 열 응력 복원 이론을 소개하고 3차원 유한요소모델과 비교결과를 통해 효율성과 정확성을 입증한다. 또한 차원을 축소한 모델링을 구성하고 복원이론를 이용하여 열적 환경에 적용된 복합재 보 단면의 열응력을 차원 복원하고 시각적으로 형상화하는 효율적인 복원해석 과정을 소개하고자 한다.

더블 캡스턴 드럼의 용접부에 대한 탄소성 열응력해석 (The Analysis of Elasto-Plastic Thermal Stresses for Welding Part in Double Capstan Drum)

  • 김옥삼
    • 수산해양기술연구
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    • 제36권4호
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    • pp.329-336
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    • 2000
  • 정치망 어선에 사용하는 더블 캡스턴 드럼의 용접공정은, 순간적으로 집중투입되는 고온열원에 의해 상당 열응력과 열변형 거동이 시간의 경과에 따라 비정상적으로 발생한다. 유한요소법으로 이것들의 거동을 해석한 후 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 용접 초기에는 용접열원 위치에서 54∼48MPa의 상당 열응력을 나타내고, 캡스턴 드럼의 내부로 진행될수록 42∼18Mpa 정도의 열응력 분포를 보이며, 열응력 구배는 1mm당 3.6MPa의 기울기를 형성하고 있었다. 용접열원에서 0.004∼0.015mm정도의 미세한 변형량이 계산되었고 좌측 자유단으로 진행하면서 0.03∼0.033mm의 변형량은 용접초기에 열충격 현상으로 발생한 것으로 사료되므로 이에 대한 대비책이 있어야 한다. 2) 용접 중반부에서는 상당 열응력 크기는 용접 초기보다 다소 작아져서 최대 51MPa, 최소 11.3MPa을 보여주며 열응력 기울기도 다소 완화된다. 이것은 용접 열원이 이동하면서 발생하는 예열효과로 상당 열응력이 감소한 것으로 사료된다. 상당 열변형의 크기는 최대 0.04mm, 최소 0.0045mm 정도를 형성하고 있고, 용접열원의 진행으로 전체적인 변형 양상이 용접진행 방향과 동일하게 이동하고 있다. 3) 용접공정의 후반부는 상당 열변형량이 최소 0.005mm, 최대 0.045mm 정도이므로, 정밀한 용접가공을 위해 반대방향에 지그나 고정구를 설치해야 한다. 상당 열응력의 구배는 모재 내부로 진행된 양상을 보이고 있으나 열응력의 절대 크기는 최소 3MPa에서 최대 27MPa로 작아졌다. 이 것은 용접의 이동열원이 제거됨으로서 모재 내부의 열응력이 현저히 저하되었음을 의미하지만, 잔류 열응력이 존재하므로 뜨임처리와 같은 후처리가 요망된다.

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가스 터빈 Hot gas casing에 대한 유동 및 열응력 해석 (A study on the flow and thermal analysis of the hot gas casing of gas turbine)

  • 최영진;이영신;김재훈;박원식;김현수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.557-561
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    • 2004
  • The hot gas casing of gas turbine has operated high temperature and thermal gradient. The structure safety of hot gas casing will be highly depend on the thermal stress. In this paper, flow and thermal stress analysis of hot gas casing is carried out using ANSYS program. The obtained temperature data by flow analysis of hot gas casing apply the load condition of the thermal analysis. The thermal stress analysis is carry out the elastic-plasticity analysis. The pressure, temperature and velocity of the flow and thermal stress of the hot gas casing are presented.

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고리 4호기 가압기 밀림배관 열성층 영향 평가

  • 이선기;이현;김태룡;김범년
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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    • pp.857-863
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    • 1998
  • 배관내에서 서로 다른 온도의 유체가 밀도차에 의해서 층이 분리된 채 존재하는 현상을 열성층 (thermal stratification) 현상이라 부르며, 이 현상에 의한 과도한 열응력은 배관의 건전성을 저해할 수 있다. 국내 원전의 경우 영광 3,4호기 이전의 밀림배관에서는 열성층 영향을 고려치 못하여 이에 대한 건전성 평가가 요구되고 있다. 본 연구에서는 고리 4호기 가압기 밀림배관을 대상으로 밀림배관내 유동해석 및 발전소 전 운전조건에 대하여 밀림배관 단면 온도분포 실측실험을 통하여 열성층화 현상의 발생 정도를 확인 하였으며 실측 온도 데이터를 이용하여 열응력해석 등을 수행함으로써 밀림배관의 열성층 영향을 평가한 결과 건전함이 확인되었다.

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