• 수산해양기술연구
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• 제31권4호
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• pp.423-434
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• 1995

수산업분야의 생력화와 조업공정의 단축으로 새로운 활로를 개척할 수 있는 방안으로 보조기계들의 유압화 및 대형화에 사용되는 후벽 유압실린더는 작동응력 거동의 분석과 파손예측의 정확성이 강구되어야만 기계고장으로 인한 해난사고의 개연성을 미연에 감소시킬 수 있다. 균일한 내압을 받는 대형선박용 유압실린더를 수치해석적 방법인 경계요소법을 사용하여 각종 응력 해석의 시도는 엄밀해나 유한요소법의 결과와 비교적 양호하게 일치하고 있다. 축대칭 형상에 대한 반경방향 응력이나 원주방향 응력의 BEM 해석결과는 단일절점과 이중절점 모두 최대 25MPa의 압축응력이나 최대 52MPa의 인장응력이 작용하고 있으므로 재료의 허용응력내에서 작동하고 있음을 알 수 있다. 이중절점 형상함수(double node shape function)를 사용하여 원통형 형상의 구조물에 대한 수치계산 결과의 정확도를 높힐수 있었으며 입력데이터의 증가는 오차감소에 기여하였으나 프로그램의 실행시간(run-time)을 증가시켰다. 코너에서의 트랙션벡터의 불연속 현상을 해결하기 위한 이중절점의 사용은 영역 내부해의 안정성을 확보하였고 경계부근에서의 내부해의 발산을 제거하기 위한 이중지수형 적분법 사용은 해석결과의 오차를 효과적으로 감소시켰다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권1호
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• pp.47-54
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• 2013

본 논문에서는 Alloy 82/182를 용접재로 이용한 원자로 배관 이종금속 맞대기 용접부(Dissimilar Metal Butt Weld)에서의 PWSCC에 의한 균열성장 거동을 평가하였다. 이를 위해 먼저 유한요소 응력해석을 수행하여 이종금속용접부에서의 응력분포를 결정하였으며, 이때 이종금속용접 및 동종금속용접에 의한 용접잔류응력 외에 수압시험과 정상운전 조건도 고려하여 기계적 하중에 의한 응력 재분배를 고려하였다. 최종적으로 이와 같이 구한 응력 분포를 바탕으로 PWSCC에 의한 축방향 및 원주방향 가상 균열의 균열성장 거동을 평가하여 PWSCC 균열 성장량을 계산하였다. 본 논문의 결과는 향후 PWSCC에 의한 원자로 배관 이종금속 맞대기 용접부의 균열성장 거동 예측에 적용될 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제27권2호
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• pp.95-103
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• 2023

본 논문에서는 가스압력을 고려할 때 수소가스 저장용기(Type 1)의 거동특성을 평가하기 위해 ISO 18119의 노치형상에 따라 수소가스 저장용기에서 발생한 VMS(von Mises stress)을 유한요소법으로 해석하였다. 해석결과에 따르면 길이방향 노치에서 발생한 최대 VMS가 원주방향 노치보다 높게 발생하였다. 또한, 저장용기의 거동시 발생한 응력을 VMS와 재료의 항복강도 비인 응력비로 분석하였다. 해석결과에 따르면 노치가 길이방향으로 형성된 저장용기의 경우 가스압력 50 MPa에서 저장용기 내부와 외부가 각각 0.85와 0.50로 증가하였으나 1보다 낮게 분석되었다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.101-108
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• 2021

To date, a number of stress intensity factor (SIF) solutions have been proposed for the cylindrical structure with circumferential through-wall cracks. However, each solution has a different format as well as applicable range. It is also known that there is a significant difference in predicted SIF values depending on the shape of the structure and the size of the crack. In this study, the applicability of various SIF solutions was analyzed by comparing the finite element analysis results for the case where a tensile load is applied to the cylindrical structure with circumferential through-wall crack. It is found that the calculated SIF gradually decreases and converges to a certain value with increasing length-to-radius ratio. Therefore, an appropriate length-to-radius ratio should be set in consideration of the dimensions of the actual cylindrical structure. For piping with sufficiently long cylinder, the ASME solution is found to be the most appropriate, and for a short cylinder, the API solution should be applied. On the other hand, the WEC solution requires careful attention to its application.

• 터널과지하공간
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• 제33권2호
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• pp.83-94
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• 2023

원통형 시료의 측면에 일정하게 구속압이 적용되는 통상적인 삼축시험 셀과는 달리, GREAT 셀은 독립적으로 제어되는 8쌍의 측면 가압장치들을 이용하여 차등적으로 구속압을 가할 수 있고, 이를 통해 다양한 크기와 방향의 수평 응력장을 생성시킬 수 있다. 본 연구의 선행 논문에서는 다양한 역학적 재하 조건에서 GREAT 셀 시험을 수치해석적으로 모사하고, 원주변형률에 대한 수치해석 및 실험측정 결과를 비교하여 적용된 수치모델의 적정성을 분석하였다. 본 연구에서는 역학적 재하 조건과 유체흐름 조건을 함께 고려하여 균열이 포함된 인공시료에 대한 GREAT 셀 시험을 수치모사하였다. 값이 알려지지 않은 균열면의 역학적 물성을 다양하게 설정하여 시료의 거동(원주변형률)에 대한 수치해석과 실험 결과를 비교하였으며, 균열면의 특정 역학적 조건에서 실험결과와 잘 일치하는 것으로 검토되었다. 추가적으로 유체흐름 조건이 시료의 역학적 거동에 미치는 영향을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권1호
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• pp.19-26
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• 2010

본 논문에서는 유한요소 해석을 통해 용접부 중앙에 원주방향균열이 있는 배관에 대한 강도불일치 한계하중 해석 및 파괴역학 해석을 수행하였다. 강도불일치 한계하중식을 제시하기 위해 강도불일치 비, 용접부 폭, 균열 길이 및 배관 반경비에 대한 체계적인 변수 해석을 수행하였으며 참조응력법을 바탕으로 스테인리스강 및 페리틱 강에 대한 J-적분 계산을 수행하였다. 본 연구에서 제시한 강도불일치 한계하중을 사용하여 참조응력을 정의할 때, 보다 정확한 J-적분 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.629-635
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• 2010

SGBEM-FEM 교호법이 Nikishkov, Park 및 Atluri 에 의하여 제안되었었다. 제안된 방법을 사용하면 임의 형태의 평면 혹은 비평면 삼차원 균열에 대하여 복합 모드의 응력강도계수를 구할 수 있다. 그러나 현장에서의 적용을 위해서는 이 방법의 정확성 및 신뢰성에 대한 검토가 더욱 필요하다. 따라서 본 논문에서는 응력강도계수에 영향을 주는 주요한 몇 가지 인자를 검토하였다. 그리고 원통의 내부 및 외부에 존재하는 원주방향 표면균열에 대한 응력강도계수를 구하여 기존의 해와 비교하였다. 그 결과 SGBEM-FEM 교호법은 이들 균열에 대하여 정확한 해를 주고 있음을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.191-200
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• 2001

본 연구에서는 수치해석을 통하여 축하중을 받는 원통형 쉘의 좌굴해석을 수행하였다. 해석 식과의 비교를 통하여 수치모델 방법, 적절한 요소의 종류 및 요소의 개수등을 제시하였다. 매개변수 해석결과, 직경/두께비가 증가하면 좌굴응력은 크게 감소하나 높이/직경비가 증가하면 그 변화는 미세하며 이는 일반적인 기둥의 좌굴해석 결과와 상이하다. 높이/직경비가 커질수록 원주방향 좌굴모드의 파장수가 감소하였다. 바닥판의 두께가 증가하면 좌굴응력은 1~2% 증가한다. 따라서 그 영향은 거의 무시할 수 있다. 초기 형상결함의 크기가 증가하면 좌굴응력은 큰 감소를 보인다. 또한 회기분석을 통하여 좌굴응력을 간편하게 구할 수 있는 설계식을 도출하였으며, 수치해석 결과와 잘 일치하였다.

• 터널과지하공간
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• 제13권2호
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• pp.125-137
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• 2003

본 연구에서는 복개 터널구조물의 라이닝 설치 후 되메움 성토과정에서 라이닝에 발생하는 토압 크기및 분포 등의 거동특성을 파악하기 위하여 실제 복개 터널구조물의 시공현장에서 현장 계측을 수행하였다. 현장계측은 토압계, 콘크리트 응력계, 철근 응력계의 세 종류의 계측기를 매설하여 측정하였다. 토압계는 라이닝의 원주방향을 따라 매설하며 터널 라이닝에 작용하는 외부 하중을 측정하였다. 세 개의 토압계는 천단부와 터널 횡단면의 중심축을 기준으로 좌 · 우측 어깨부 45도 지점에 각각 설치하였다. 철근 응력계는 라이닝에 배근된 복철근에 한 셋트씩 세 곳에 설치하였으며 설치 위치는 토압계의 설치 위치와 동일하게 하였다. 콘크리트 응력계는 천단부 상단 압축측 단면의 한 곳에만 설치하였다. 현장 계측 결과를 이용하여 되메움 성토 과정에 발생하는 라이닝의 변형과 라이닝 외부 작용 토압의 거동 특성을 살펴보았으며, 이론적 추론으로 계측결과의 타당성을 검토하였다

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1766-1771
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• 2007

This paper presents plastic limit loads and approximate J-integral estimates for circumferential part-through surface crack at the interface between elbows and pipes. Based on finite element limit analyses using elastic-perfectly plastic materials, plastic limit moments under in-plane bending are obtained and it is found that they are similar those for circumferential part-through surface cracks in the center of elbow. Based on present FE results, closed-form limit load solutions are proposed. Welds are not explicitly considered and all materials are assumed to be homogeneous. And the method to estimate the elastic-plastic J-integral for circumferential part-through surface cracks at the interface between elbows and straight pipes is proposed based on the reference stress approach, which was compared with corresponding solutions for straight pipes.