• Title/Summary/Keyword: 열응력 분포

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Thermal Stress Analysis for Life Assessment of Small Steam Turbine Rotor (소형 기력발전용 터빈로터의 수명평가를 위한 열응력 해석)

  • 이진상;백운봉;윤기봉
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.9 no.3
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    • pp.184-191
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    • 2000
  • 본 연구에서는 국내 10MW급 기력발전소의 소형 터빈 로터에 대한 응력 해석을 실시하였다. 터빈 로터의 기하학적 형상, 증기의 온도 및 압력 등의 기동조건 변화, 로터 재료의 온도에 따른 물성값 등을 고려하여 대류 열 전달계수를 계산하는 사용자 부프로그램을 구성하였으며, 이를 바탕으로 열해석을 실시하여 로터의 온도 분포를 결정하였다. 이 온도분포 조건에서 시간 경과에 따른 열응력 해석을 실시하여 로터의 응력 분포를 결정하였으며 그 결과 취약부위에서의 응력변동 범위 및 가동중 정상상태 응력수준을 결정하였다. 이 취약부위의 응력값과 운전이력을 이용하여 크리프 수명과 피로수명을 계산하고 로터의 잔여수명을 결정하는 방법을 논의하였다.

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Transient Temperature Distribution, Thermal Stresses and Strains in a Composite Cylinder with a Concentric Hole (동심형(同心形) 구멍을 가진 복합(複合)실린더의 과도적(過渡的) 온도분포(溫度分布), 열응력(熱應力) 및 열변형도(熱變形度)의 해석(解析))

  • Eui-Jin,Jun;Hyo-Chul,Kim
    • Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.11 no.1
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    • pp.35-44
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    • 1974
  • 열박음(shrink fitting)으로 인(因)한 동심형(同心形) 구멍을 가진 복합(複合)실린더의 과도적(過渡的) 온도분포(溫度分布), 열응력(熱應力) 및 열변형도(熱變形度)를 이론해석(理論解析)하였다. 온도분포해석(溫度分布解析)에서 외부(外部) 실린더는 균일온도(均一溫度)로 가열(加熱)되어, 실온(室溫)의 내부(內部) 실린더와 접촉면(接觸面)에서 일어나는 열전도(熱傳導)에 의(依)하여 냉각(冷却)되고, 외부(外部) 표면(表面)은 대기중(大氣中)에 노출(露出)된 상태(狀態)로 취급(取扱)하였다. 열응력(熱應力)은 평면변형도조건(平面變形度條件)을 만족(滿足)하는 것으로 생각하였으며, 물성(物性)은 온도(溫度)에 무관(無關)한 상수(常數)로 취급(取扱)하였다. 온도분포(溫度分布)는 열전도문제(熱傳導問題)만을 고려(考慮)함으로서도 유효(有效)한 해(解)를 얻을 수 있으며 열응력(熱應力)은 접촉면(接觸面)에서부터 형성(形成)되며, 반경방향응력(半徑方向應力)은 시간(時間)이 경과(經過)함에 따라 압축응력(壓縮應力)이 증가(增加)하여 접촉면(接觸面)에서 최대치(最大値)를 갖고, 원주방향응력(圓周方向應力)은 접촉면(接觸面)에서 초기(初期)부터 거의 최종상태(最終狀態)와 같은 크기를 갖음을 알 수 있다. 균일온도분포(均一溫度分布)가 이루어지면 열응력(熱應力)의 형성(形成)은 완료(完了)되게 되며, 이때의 열응력(熱應力)의 크기와 분포경향(分布傾向)은 평면응력조건(平面應力條件)을 사용(使用)하였다는 사실(事實)을 고려(考慮)하면 $Lam\acute{e}$의 이론해(理論解)와 일치(一致)함을 알 수 있었다.

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RAPID THERMAL ppROCESS시 실리콘 웨이퍼 온도 분포와 열 응력 해석

  • 안강호
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1993.02a
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    • pp.38-40
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    • 1993
  • 급속 열처리 시스템내에서의 비정상상태 온도분포, 가스유동형태, 웨이퍼내 열응력등을 여러 가지 작동조건하에서 2차원 유한 차분법으로 계산하였다. 계산결과는 실험에서 얻은 에피성장률 데이터와 비교 검증하였다. RTpp내 가스 유동이나 온도분포는 압력 및 주위 구성요소에 크게 의존하는 반면, 웨이퍼의 온도분포는 wafer edge loss가 큰 고온에서 온도 불균일도가 가장 크다. 저온에서는 대류에 의한 열 손실이 웨이퍼내의 온도 불균일도에 큰 영향을 미치고 있다. 웨이퍼상의 열응력을 가장 크게 받는 시점은 transient condition에서 나타났다.

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Analysis of Radiative Heat Transfer and Thermal Stress in Flaring System of FPSO (FPSO 소각탑의 복사열전달 및 열응력 해석에 관한 연구)

  • Jang-Hyun Lee;Jong-Gye Shin;In-Sik Nho
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.39 no.1
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    • pp.61-72
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    • 2002
  • The flaring system of FPSO burns out the byproduct natural gas. The thermal loading due to radiative heat of flaring gas leads to undesirable thermal-stresses on itself. Nowadays it needs to understand the amount of thermal loading of flaring system since the requirement for the safety of the flaring system. However, few studies have been performed on the thermal environment and radiative heat flux on the FPSO flaring system. Present study suggests a procedure to model the thermal environment and a FEA process to analyze the temperature distribution and thermal stresses of FPSO flaring system. In order to get the temperature distribution, the radiative heat conditions and convective heat conditions are included in the heat transfer analysis. By making the use of temperature obtained through heat transfer analysis, the thermal stress analyses are performed. The results of the present study can be used to design the flaring system and determine the heat shield in the flaring system.

Thermoelastic deformation and stress analysis of a FGM rectangular Plate (경사기능재료 사각 판의 열 탄성 변형과 응력 해석)

  • Kim,Gwi-Seop
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.31 no.1
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    • pp.34-41
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    • 2003
  • A Green's function approach is adopted for analyzing the thermoelastic deformation and stress analysis of a plate made of functionally graded materials (FGMs). The solution to the 3-dimensional steady temperature is obtained by using the laminate theory. The fundamental equations for thermoelastic problems are derived in terms of out-plane deformation and in-plane force, separately. The thermoelastic deformation and the stress distributions due to the bending and in-plane forces are analyzed by using a Green’Às function based on the Galerkin method. The eigenfunctions of the Galerkin Green's function for the thermoelastic deformation and the stress distributions are approximated in terms of a series of admissible functions that satisfy the homogeneous boundary conditions of the rectangular plate. Numerical examples are carried out and effects of material properties on thermoelastic behaviors are discussed.

Numerical Analysis for Temperature Distribution and Thermal Stresses in a Turbocharged Large CNG Engine Piston (터보과급 대형 CNG기관 피스톤의 온도분포와 열응력 해석)

  • Kim, Yang-Sul;An, Su-Chul
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.12 no.4
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    • pp.58-62
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    • 2008
  • The purpose of this paper is to establish a standard finite element analysis model of a piston by carrying out three dimensional modeling of a series six-cylindered CNG engine's piston to forecast temperature distribution at stationary state and the following thermal stress and variation, and cross checking it with existing analysis. Also, in order to evaluate the affects of the cooling system to the piston's heat load, the paper analyzed piston's temperature and thermal stress distribution according to the cooling water temperature changes and the following variations. As a result, the maximum temperature was found at the center of the crown in the piston and the maximum thermal stress occurred from the lower part of the piston.

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An Experimental Study on the Temperature and Thermal Stresses in Massive Footing and Column (현장조건을 고려한 콘크리트 기초 및 교각구조의 온도 및 열응력에 관한 실험적 연구)

  • 오병환;백신원;엄주용;임동환
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 1994.04a
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    • pp.233-237
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    • 1994
  • 매스콘크리트에서는 수화열에 의하여 유발된 높은 온도가 열응력을 일으키는 원인이 되며 구속의 정도에 따라 인장응력이 발생되어 균열이 발생하게 된다. 따라서, 매스콘크리트 타설시 시멘트의 수화열에 의한 균열이 심각한 문제가 된다. 본 연구에서는 매스콘크리트 기초 및 교각구조에 대한 수화열 실험을 통해 온도분포 및 변형분포를 측정하고 이에 대한 온도 및 열응력 해석을 통해 매스콘크리트에 대한 수화열 특성을 규명하였다.

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Thermal Stress Relief through Introduction of a Microtrench Structure for a High-power-laser-diode Bar (높은 광출력을 갖는 Laser Diode Bar의 열응력 개선: 마이크로-홈 도입을 통한 응력 분포 변화 분석)

  • Jeong, Ji-Hun;Lee, Dong-Jin;O, Beom-Hoan
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.32 no.5
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    • pp.230-234
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    • 2021
  • Relief of thermal stress has received great attention, to improve the beam quality and stability of high-power laser diodes. In this paper, we investigate a microtrench structure engraved around a laser-diode chip-on-submount (CoS) to relieve the thermal stress on a laser-diode bar (LD-bar), using the SolidWorks® software. First, we systematically analyze the thermal stress on the LD-bar CoS with a metal heat-sink holder, and then derive an optimal design for thermal stress relief according to the change in microtrench depth. The thermal stress of the front part of the LD-bar CoS, which is the main cause of the "smile effect", is reduced to about 1/5 of that without the microtrench structure, while maintaining the thermal resistance.

A Study on the Transient Hygrothermal Stresses in an Orthotropic Hollow Cylinder (직교이방성 속빈 원통에서 과도적 흡습열 응력에 관한 연구)

  • 조환기;신근용
    • Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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    • v.2 no.1
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    • pp.110-120
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    • 1999
  • Transient hygrothermal stresses in an infinitely long hollow cylinder subjected to heating in hygroscopic environments at the surfaces are studied. The equations of hygrothermoelasticity based on the plane strain assumption are formulated by considering the coupling effects between heat and moisture. A closed form solution for the transient hygrothermal stresses is obtained by using decoupling techniques and the method of separation of variables. Numerical results including distributions of temperature and moisture concentration are presented. Effects of transient hygrothermal characteristics are clearly shown in both displacements and stress distributions in the wall of hollow cylinder.

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Unsteady Thermoelasic Deformation and Stress Analysis of a FGM Rectangular Plate (경사기능재료 사각 판의 비정상 열 탄생변형과 응력해석)

  • Kim, Kui-Seob
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.32 no.8
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    • pp.91-100
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    • 2004
  • A Green's function approach is adopted for analyzing the thermoelastic deformations and stresses of a plate made of functionally graded materials(FGMs). The solution to the 3-dimensional unsteady temperature is obtained by using the laminate theory. The fundamental equations for thermoelastic problems are derived in terms of out-plane deformation and in-plane force, separately. The thermoelastic deformation and the stress distributions due to the bending and in-plane forces are analyzed by using a Green's function based on the Galerkin method. The eigenfunctions of the Galerkin Green's function for the thermoelastic deformation and the stress distributions are approximated in terms of a series of admissible functions that satisfy the homogeneous boundary conditions of the rectangular plate. Numerical analysis for a simply supported plate is carried out and effects of material properties on unsteady thermoclastic behaviors are discussed.