• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.84-92
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• 2010

현재 가동 중인 몇몇 가압 경수로 원전 안전 1등급 설비의 이종금속 용접부는 일차수응력부식균열(PWSCC : Primary Stress Corrosion Cracking) 발생의 세가지 조건(민감 재질, 부식 환경, 인장응력)을 동시에 충족하고 있다. 즉, 이종금속 용접부는 PWSCC에 민감한 재질인 Alloy 600 계열 합금으로 제작 또는 용접되어 있으며 고온 수화학 부식 환경 하에 놓여있다. 아울러 오스테나이트 스테인리스 강의 예민화 예방을 위한 용접 후열처리 미실시로 높은 인장 용접 잔류응력이 작용하고 있다. 이러한 이종금속 용접부의 특성상 PWSCC가 발생할 잠재성이 있을 뿐만 아니라 국내외적으로 Alloy 600 계열 합금으로 제작 및 용접된 가압 경수로 원전 안전 1등급 설비의 이종금속 용접부에 실제 PWSCC가 발생된 사례들이 다수 보고되고 있다. 운전 환경 및 재질 변화 없이 PWSCC 발생을 예방하기 위해서는 인장 잔류응력을 이완시켜 낮은 인장 또는 압축 응력화하여야 한다. 이러한 인장 잔류응력 이완방법들로는 PWOL(Pre-emptive Weld Overlay), 레이저 피닝(Laser Peening), MSIP(Mechanical Stress Improvement Process), 워터 제트 피닝(Water Jet Peening), IHSI(Induction Heating Stress Improvement) 방법들이 있는데 공정 시간이 짧고 열 에너지 원이 필요 없으며 전체적인 소성 변형을 야기시키지 않는 레이저 피닝을 본 연구의 대상 방법으로 한다. 본 연구에서는 동적 유한요소 해석을 통해 용접 잔류응력을 이완시키는 레이저 피닝의 효과를 검증하고 용접 잔류응력에 미치는 레이저 피닝 변수의 영향을 고찰하고자 한다. 내부 보수용접이 수행된 경수로 원전 가압기 노즐 이종금속 용접부에 레이저 피닝을 적용한 경우에 대해 상용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 동적 유한요소해석을 수행한 결과, 고온 수화학 일차수와 접하는 Alloy 600 계열 합금 내면에서의 인장 잔류응력이 상당히 이완됨을 확인하였다. 또한, 최대충격 압력이 증가할수록, 충격압력 지속시간이 증가할수록, 레이저 스팟 직경이 증가할수록 내표면 인장 잔류응력 이완 정도는 감소하나 이완되는 영역의 깊이는 증가함을 알 수 있다. 또한, 레이저 피닝 방향이 잔류응력 이완에 미치는 영향은 미미함을 알 수 있다.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.23 no.1
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• pp.77-86
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• 2011

The concrete creep deformation of a hybrid composite section can cause additional deformation of the composite section and the stress relaxation of pre-compressive stress on the concrete section due to partial restraint of the deformation. In this study, the stress relaxation coefficient method (SRCM) is derived for simple analysis of complicate hybrid or composite sections for engineering purpose. Also, an equation of the stress relaxation coefficient (SRC) required for the SRCM is proposed. The SRCM is derived with the parameters of a creep coefficient, section and loading properties using the same method as the constant-creep step-by-step method (CC-SSM). The errors of the SRCM is improved by using the proposed SRC equation than the average SRC's which were estimated from the CC-SSM. The root mean square error (RMSE) of the SRCM with the proposed SRC equation for concrete with creep coefficient less than 3 was less than 1.2% to the creep deformation at the free condition and was 3.3% for the 99% reliability. The proposed SRC equation reflects the internal restraint of composite sections, and the effective modulus of elasticity computed with the proposed SRC can be used effectively to estimate the rigidity of a composite section in a numerical analysis which can be applied in analysis of the external restrain effect of boundary conditions.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.19 no.6
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• pp.999-1012
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• 2017

Theoretical, empirical and numerical methods are used to evaluate the rock load due to tunnelling. Theoretical and empirical methods do not consider ground conditions, tunnel shape, and construction conditions. However, through numerical analysis, it is possible to analyze the displacement and stresses around tunnel due to its excavation, and evaluate the rock load considering ground and construction conditions. The stress transfer ratio(e) which is defined as a ratio of the difference between the major and minor principal stresses to major principal stress is used in order to understand the stress transfer effect around the tunnel excavation using numerical analysis results. The loosend area around tunnel periphery was found based on this approach. The difference of rock load from stress transfer effect was found according to the ground grade. From comparison, rock load obtained from stress transfer effect (e = 10%) were somewhat larger than the results obtained from the critical strain method, but smaller than those obtained from theoretical and empirical methods. The stress transfer effect approach considers the ground condition, tunnel shape; therefore, it can be applied to evaluate the rock load in concrete lining design.

• Journal of Welding and Joining
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• v.15 no.3
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• pp.20-28
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• 1997

용접부에는 많은 취약조건들이 존재하며 파괴의 주 원인이 되고 있어 이들에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서, 현재 용접재료, 용접 조건 및 용접방법 등 을 개선함으로써 여러 방면에서 좋은 결과를 얻고 있다. 그러나 아직도 용접시의 열소 성변형과 구속조건에 따라 분포하는 잔류응력에 의한 피로균열거동에 대한 연구는 정확한 잔류응력 측정의 어려움으로 미흡한 상태이다. 특히 잔류응력의 측정기술과 반복하중에 의한 피로균열 진전시 잔류응력의 이완 등은 이들을 해석하는데 많은 어 려움을 주고 있다. 용접시 높은 열에 의한 재료의 팽창과 냉각시의 수축변형은 용접 부재에 인장 및 압축 잔류응력을 유발시키고, 인장잔류응력은 균열 진전될 때 잔류 응력은 오히려 균열을 지연시키기도 한다. 또한 잔류응력장에서 피로 균열이 진전될 때 잔류응력은 일반적으로 작용하중의 크기와 반복 수 그리고 균열 진전 등으로 인하 여 이완되고 재분포된다. 본 해설에서는 용접재의 피로거동중에 발생하는 잔류응력의 재분포 현상을 하중의 범위, 하중 반복수, 균열 진전의 영향으로 구분하여 각각의 영향에 대해서 기술하고자 한다.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.19 no.4
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• pp.480-488
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• 2016

For the development of areas around railway lines, subsurface construction using the non-open cut method under the railway has recently been increased. However, when a structure under a railway is constructed, the stress release of the ground is not considered an important factor in the design. In this study, laboratory tests were conducted to determine a zone of stress relaxation. Field tests using an inclinometer were performed to measure the horizontal displacement of the ground during non-open cut construction. The stress release zone and the subgrade stiffness were investigated by numerical analysis. The results of the laboratory tests indicated that the failure zone in the ground was similar to a Rankine's active earth pressure zone. The measured data from the inclinometer in the field tests showed that displacements started when a steel pipe was pushed into the ground. The results of numerical analysis show that lateral earth pressure was also close to Rankine's active earth pressure. The roadbed support stiffness of the soil around the structure decreased to 40% of the original value. The ground around the subsurface structure constructed using nonopen cut methods should be reinforced to maintain the running stability of train.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.7 no.4
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• pp.343-352
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• 2005

In this study, the existing methods proposed to estimate the relaxed load due to a tunnel excavation are compared and analyzed. Also a new approach, by which the stress relaxed zone around an excavated tunnel periphery can be systematically estimated, was suggested for the design of 2-arch tunnel lining. To this end, local factors of safety are calculated from the redistributed stresses after the excavation of a tunnel. The height of the relaxed load is inferred based on the assumption that the stress relaxed zone might coincide with the region corresponding to the local safety factor of 2.0 or 3.0. The new approach proposed in this study has the advantage of estimating the height of the relaxed load independent of the shape of a tunnel and the ground conditions, Since the height of the relaxed load is estimated according to the local factor of safety, which is a relatively clear criterion, the designer's subjectivity involved in the design of concrete tunnel lining might be reduced.

• Journal of Welding and Joining
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• v.14 no.1
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• pp.75-81
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• 1996

The heat transfer and thermal stress-distribution were numerically determined by using the finite element method for a butt-welded pipe. A mechanical stress relieving(MSR) treatment which has been frequently used in the fabrication of pressure vessels instead of the post weld heat treatment (PWHT) was also simulated to investigate its effect of reducing the residual stress in the welded zone by a mechanical loading.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.4 no.1
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• pp.55-62
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• 1996

The dynamic photoelastic technique has been utilized to investigate the possibility of relieving the large local singular stresses which are induce in the corner of a right angled indenter. The indenter compresses a semi-infinite body dynamically with an impact load applied on the top of the indenter. The effect of geometric changes to the indenter in terms of the diameter (d) and the location (ℓ) of the notch on the relieving of the dynamic contact stresses are investigated. A multi-spark-high speed camera with twelve sparks was used to take dynamic photographs. The contact singular stresses were found to be released by introducing the relief notch along the indenter. The optimal location and geometry of the relief notch need further experimental investigation.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.10a
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• pp.11-11
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• 1999

Sach의 Boring out 측정방법은 튜브 또는 실린더 등의 축대칭 부품의 3차원 잔류 응력을 측정하는데 적용할 수 있다. 이 방법은 잔류응력이 층제거시 이완된 변형율로부터 결정된다는 원리에 근거하고 있다. 적용시 가정사항으로는 1) 잔류응력 분포가 축대칭이어야 하고 2) 응력 분포가 축방향을 따라 균일해야 한다는 것이다. 그러나 실제부품은 길이가 제한되어 있기 때문에 잔류응력 분포가 균일하다는 가정이 적용될 수 없다. 본 연구에서는 시편의 길이 대 외경 비를 변화시켰을 때 유한요소해석을 이용하여 층제거시 이완된 변형율로부터 계산된 측정값과 유한요소 해석값을 비교하여 이 측정방법의 적용한계와 타당성을 조사하였으며 얻어진 결론은 다음과 같다. Sach의 Boring out 측정방법을 적용하기 위해서는 부품의 외경 대 길이 비가 3이상일 경우 측정값과 해석값은 거의 일치하는 경향을 보이며 비가 증가할수록 측정오차가 줄어들 것으로 판단된다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.5 no.2
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• pp.1-8
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• 1987

MSR 처리를 실제구조물에 적용하기 위해서 잔류응력과 기계적성질에 대하여 조사해 본 결과 다음의 결론을 얻었다. (1) MSR 처리는 소성변형을 유발시켜 높은 인장잔류응력을 감소시키는데 유효하며, 잔류응력이 낮은 부위에 대해서는 잔류응력 재배치에 따른 응력치의 변화가 수반된다. (2) 잔류응력 감소량은 MSR 하중에 비례하여 증가 한다. (3) 모재의 항복응력보다 낮은 하중으로 MSR 처리를 하면 충격치의 감소는 무시할 정도이지만 모재의 항복응력보다 높은 하중으로 행하면 응착금속에서 충격치의 감소가 현저하다. (4) MSR 처리를 하게되면 항복응력이 높아지고, 잔류응력이 감소해서 선형의 응력-스트레인의 관계를 가지는 범위가 넓어져서 구조적으로 안전한 상태가 된다.