• 제목/요약/키워드: 열응력

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고강도 알루미늄 7175 합금 링롤재의 급냉 및 응력제거처리후 잔류응력 유한요소해석 및 측정

  • 박성한;구송회;이방업;은일상
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1997년도 제8회 학술강연회논문집
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    • pp.181-187
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    • 1997
  • 고강도 알루미늄 합금 링롤재의 급냉, 링 팽창(expansion) 및 링 압축(compression) 응력제거처리후 잔류응력을 예측하기 위하여 2차원 축대칭 열해석 및 탄소성 해석을 수행하였다. 급냉 및 응력제거처리 후 2단 과시효 처리(T73)된 링롤재에 대하여 3단계 절단법(Three step sectioning method)을 적용하여 링롤재의 두께에 따른 잔류응력 분포를 측정하였으며, 측정결과를 급냉 및 응력제거처리후 잔류응력 해석결과와 비교분석하였다. 링의 급냉후 원주 및 축방향의 잔류응력 해석값은 T73후 측정값과 비슷한 경향을 보였으며, 링의 내면과 외면에서 압축응력을 나타내었고 중심에서 인장응력을 나타내었다. 잔류응력은 링 팽창(T7351) 및 링 압축(T7352) 적용후 T73에 비해 현저히 감소하였으며, 축방향의 제거 효과가 원주방향보다 우수하게 나타났다. 또한 링 압축에 의한 제거효과가 링 팽창보다 크게 나타났다. 링롤재의 응력제거처리는 제거 효과 및 실용성 측면에서 링 압축 공정이 유리하며, 치수제어 및 장비용량 측면에서 링 팽창 공정이 유리하다는 결론을 얻었다.

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용접부에 작용하는 구속응력의 해석 (Analysis of Restraint Stress Acting on the Weldment)

  • 신상범;윤중근
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제15권1호
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    • pp.9-14
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    • 1997
  • 본 보에서는 용접열영향부에 작용되는 구속응력을 유한요소법으로 평가하는 방법에 대하여 소개하였다. 이를 통하여 주어진 용접부에 작용되는 구속도는 물론 구속응력을 정량적으로 평가할 수 있다. 이와 같은 구속응력은 용접부 주변의 구속 여건 뿐만 아니라 용착금속의 형상인 루트부 경사각이나 용접시공방법에 영향을 받게 된다. 따라서 용접부 균열방지를 위한 구속응력을 정량적으로 평가하기 위해서는 상기된 인자들을 고려해야 한다.

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비선형 분포의 열응력이 작용하는 Fuel Rod에서 설계 응력값의 적합성여부에 대한 이론적 해석 (A Theoretical Analysis of the Acceptability of Design Stress Value for the Fuel Rod with Nonlinear Thermal Stresses)

  • 호광일
    • 에너지공학
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    • 제12권3호
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    • pp.177-183
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    • 2003
  • 본 논문은 방사능조사의 조건하에서의 설계조건을 만족해야 하는 fuel rod의 설계응력값을 검증하는데 그 목적이 있다. 이 경우에, 안전성에 있어서 열에 의한 영향이 가장 주된 고려조건이 된다. 그러나 이러한 열영향이 고려된 해석은 구조물의 안전성해석에서 비교적 간단히 해결되는 문제가 아니다. 여기서는 이론적 해석을 통한 접근방식으로 보수적인 관점에서 fuel rod의 설계에 적용되는 설계 응력값을 검증하고자 하였다. 추후에 시도하는 fuel rod의 설계에 있어서 본 해석방법을 이용하면 안전설계의 검증을 위한 이론적 접근방법의 하나로 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

파이프라인 파손의 파괴역학적 해석

  • 이상록;이학주;한승우;김찬규
    • 기계저널
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    • 제32권4호
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    • pp.379-390
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    • 1992
  • 1) 수치해석 결과, 운용압력으로 인한 엘보우에서의 응력은 재료의 강도에 비해 파손을 발생시 키기에는 상대적으로 작았고, 오히려 온도차에 의한 열응력이 내압에 의한 응력보다 매우 컸다. 즉 축방향 열응력은 운용압력에 의한 것보다 두배 더 크게 나타났다. 2) 파면의 육안 검사 결과, 급격한 파손은 취성 벽개 파괴로 인한 것으로 추측된다. 3) 시험 결과 균열이 시작하여 임계 크기로 진전한 부위인 K사에서 만든 엘보우는 S사에서 만든 것보다 훨씬 더 취성적임을 보여 주었다. 4) 임계 균열크기를 계산하기 위해 파괴 역학적 해석을 사용하는데 그 결과는 파손된 면에서 관 찰한 실제 균열 크기와 상당히 일치하였다. 5) 유사한 사고를 방지하기 위하여, 플랜트를 가동하는 동안 계속적으로 파괴 역학적 개념을 적 용해야 한다. 또한 운용전과 운용중에 잘 준비된 비파괴검사법을 사용하여야 한다.

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경계요소법을 이용한 반도체 패키지의 응력특이성 해석 (Analyses of Stress Singularities on Bonded Interfaces in the IC Package by Using Boundary Element method)

  • 박철희;정남용
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제16권6호
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    • pp.94-102
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    • 2007
  • Applications of bonded dissimilar materials such as large scale integration (LSI) packages, ceramics/metal and resin/metal bonded joints, are very increasing in various industry fields. It is very important to analyze the thermal stress and stress singularity at interface edge in LSI. In order to investigate stress singularities on the bonded interface edges and delamination of die pad and resin in the IC package. In this paper, stress singularity factors(${\Gamma}_i$) and stress intensity factors($K_i$) considering thermal stress in the IC package were analyzed by using the 2-dimensional elastic boundary element method(BEM).

미세중력장 CdTe 흘로우팅존 생성에서 결정체-용융액 계면주위의 열응력 (Thermal Stresses Near the Crystal-Melt Interface During the Floating-Zone Growth of CdTe Under Microgravity Environment)

  • 이규정
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.100-107
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    • 1998
  • A numerical analysis of thermal stress over temperature variations near the crystal-melt interface is carried out for a floating-zone growth of Cadmium Telluride (CdTe). Thermocapillary convection determines crystal-melt interfacial shape and signature of temperature in the crystal. Large temperature gradients near the crystal-melt interface yield excessive thermal stresses in a crystal, which affect the dislocations of the crystal. Based on the assumption that the crystal is elastic and isotropic, thermal stresses in a crystal are computed and the effects of operating conditions are investigated. The results show that the extreme thermal stresses are concentrated near the interface of a crystal and the radial and the tangential stresses are the dominant ones. Concentrated heating profile increases the stresses within the crystal, otherwise, the pulling rate decreases the stresses.

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Back Filler의 보강에 따른 STS VOD 래들의 열응력 해석 (Thermal Stress Analysis of STS VOD Ladle according to the reinforcement of back filler)

  • 이순욱;함경춘;배성인;송정일
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.310-315
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    • 2000
  • We analyzed thermal stress of the STS VOD ladle by the variation of material property of refractory, and determined the location of back filler using FE analysis. Thermal distribution of refractory of ladle between hot face and back face were decreased by the increasing the thermal conductivity, and thermal stress of refractory were decreased about 2 to 4 times with the decreasing the young's modulus coefficients. Back filler, which is constructed to absorb the thermal expansion of dolomite refractory, has relatively low thermal conductivity. Inner side of refractory of ladle maintained high temperature, but temperature of outer side of ladle decreased low. Consequently, inner expansion and outer contraction were appeared. and thermal stress were increased, so thermal stress by the construction of back filler were increased.

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용접(鎔接) 강구조(鋼構造) 부재(部材)의 잔류응력(殘留應力) 특성(特性)에 관한 연구(研究) (A Study on the Characteristics of the Residual Stress Distribution of Steel Structural Members)

  • 장동일;김두환
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권1호
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    • pp.93-101
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    • 1987
  • 용접부(鎔接部)에서 잔류응력(殘留應力)은 용접열(鎔接熱)에 의한 국부(局部) 가열(加熱)과 불규칙적(不規則的)이고 비교적(比較的) 급속(急速)한 냉각(冷却)으로 유발(誘發)되는 열응력(熱應力)과 구조물(構造物)의 강성(剛性) 및 재료(材料) 등에 의하여 발생(發生)되며, 잔류응력(殘留應力)의 존재(存在)는 취성파괴강도(脆性破壞强度), 피로강도(疲勞强度), 좌굴강도(挫屈强度), 진동특성(振動特性), 부식저항(腐蝕抵抗) 등에 영향(影響)을 미치는 궁극적(窮極的) 요인(要因)으로 간주(看做)됨으로 본(本) 연구(硏究)는 구조물(構造物)의 강도(强度)를 저하(低下)시키고 기능(機能)에 악영향(惡影響)을 끼치는 잔류응력(殘留應力)의 기구학적(機構學的) 특성(特性)을 파악(把握)하기 위하여 SWS 58 강판(鋼板)을 X홈 용접(鎔接)하여 이것을 4단계(段階) 즉 $350^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $650^{\circ}C$, $800^{\circ}C$로 열처리(熱處理)하여 hole drilling method를 사용(使用)하여 잔류응력(殘留應力)을 측정(測定)한 결과(結果), 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 잔류응력(殘留應力)을 제거(除去)시키는 가장 효과적(效果的)인 온도(溫度)는 $650^{\circ}C$ 정도(程度)이었고, 구멍의 직경(直經)이 구멍의 깊이와 일치할 때 구멍바로 근처(近處)의 소성변형(塑性變形)은 완전(完全)히 해방(解放)되었으며, 경도시험(硬度試驗)을 통(通)해 열처리(熱處理) 후(後) 열영향부(熱影響部)의 높은 경도(硬度)가 모두 삭감(削減)되는 것을 알 수 있었으며 또한 잔류응력(殘留應力)에 끼치는 용접입열(鎔接入熱)의 영향(影響)은 입열량(入熱量)의 표준(標準)보다 1/4 이상(以上), 이하(以下)인 경우 잔류응력(殘留應力)은 용접입열(鎔接入熱)에 큰 영향(影響)이 없음을 알았다.

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용접잔류응력을 고려한 STS301L 플러그 및 링 용접부의 피로설계 자동화에 관한 연구 (A Study on Fatigue Design Automation of Plug- and Ring-type Gas-welded Joints of STS301L Taking Welded Residual Stress into Account)

  • 백승엽;윤기호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권9호
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    • pp.1137-1143
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    • 2010
  • 가스용접 구조물의 장 수명 피로설계기준(fatigue design criterion)을 결정하기 위해서는 정확한 응력해석과 체계적인 피로강도평가가 필요하다. 그러나 실 구조물로부터 피로설계기준을 결정하는 것은 대단히 어려우므로 구조물의 기계적 구조적 특성을 만족하는 간편 시편을 만들어서 $\Delta{\sigma}-N_f$ 관계를 도출하여 피로강도를 평가하고 있다. 그리고 가스용접에 의해 제작된 실 구조물의 피로설계를 위해서는 피로균열발생과 파단 기점이 되는 용접부의 용접잔류응력(welding residual stress)이 고려되어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 플러그 및 링 가스용접 이음재에 대한 용접잔류응력을 고려하기 위해 용접 열 사이클(heat cycle)에 의한 비선형 열해석(non-linear thermal analysis)과 열 응력(thermal stress) 해석을 수행하고, 실험 치와 비교 분석하여 용접잔류응력을 고려한 응력 진폭-피로수명($(\sigma_a)_R-N_f$) 관계를 도출하여 자동적으로 피로설계기준을 제시할 수 있도록 하고자 하였다.