• 제목/요약/키워드: 참조응력

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직관과 곡관의 경계 용접부에 존재하는 원주방향 표면균열에 대한 탄소성 파괴역학 해석 (Elastic-Plastic Fracture Mechanics Analyses For circumferential Part-through Surface Cracks At The Interface Between Elbows and Pipes)

  • 송태광;오창균;김윤재;김종성;진태은
    • 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.

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배관 내 축방향 반타원 표면균열에 대한 비선형 파괴역학 해석 (Non-Linear Fracture Mechanics Analyses for Axial Semi-Elliptical Surface Cracked Pipes)

  • 김진수;김윤재;김영진
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.143-148
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    • 2003
  • This paper provides two types of engineering J estimation equations for cylinders with finite internal axial surface cracks under internal pressure. The first type is the so-called GE/EPRI type J estimation equation based on Ramberg-Osgood materials. Based on detailed 3-D FE results the GE/EPRI-type J estimation equation along the crack front is proposed and validated for Ramberg-Osgood materials. For more general application, the developed GE/EPRI-type solutions are then re-formulated based on the reference stress concept. The proposed reference stress based J estimation equation has good agreement between the FE results and the proposed reference stress based J estimation provides confidence in the use of the proposed method for elastic-plastic fracture mechanics of pressurised piping

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굽힘 모멘트가 작용하는 실린더의 비선형 처짐량 예측을 위한 새로운 공학적 계산식 (New Engineering Methods for Non-Linear Deflection Estimation of Cylinder under Bending)

  • 허남수;김윤재;김영진;정현규;이동훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제28권3호
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    • pp.311-317
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    • 2004
  • This paper proposes engineering estimation equations for the maximum deflection of a cylinder subject to bending under elastic-plastic and elastic-creep conditions. Being based on the reference stress approach, the proposed equations are simple to use and can accommodate general tensile and creep behaviours. Validation against detailed 3-D FE results using actual stress-strain data and realistic creep-deformation data shows excellent agreement, which provides confidence in the use of the proposed equation. Based on the proposed equations, together with information on in-service inspection data, discussion is given how to estimate future time-dependent and time-independent deflection of the CANDU pressure tube. Thus the present result would be valuable information for integrity assessment of the CANDU pressure tube.

원자로 냉각재 계통 노즐의 피로수명 평가

  • 황경모;진태은;송택호;정일석;홍승렬
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(4)
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    • pp.188-194
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    • 1996
  • 현재 국내에서 관심이 고조되고 있는 원전 연장운전 방안의 일환으로, 주요 기기의 기술적 타당성 검토 대상기기 중 하나인 원자로 냉각재 배관 노즐의 피로수명 평가를 수행하였다. 본 노즐의 피로수명 평가는 원자로 냉각재 계통 노즐의 최종 설계문서에 제시된 응력해석 결과를 참조하여 ASME Code, Sec III의 절차에 따라 수행하였으며, 평가결과 이들 노즐의 설계수명 30년을 향후 40년 또는 그 이상 연장 운전할 경우에도 무리가 없는 것으로 판단된다.

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개념설계를 위한 토폴로지 최적화 기법 (Topology Optimization in the Process of Conceptual Design)

  • 고병천
    • 기계저널
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    • 제35권8호
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    • pp.716-724
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    • 1995
  • 토폴로지 설계는 미리 형상이 결정되지 않은 새로운 개념의 제품을 설계하고자 할 때나 설계 경험이 풍부하지 못한 경우, 그 개념적 형상을 결정하는 데 매우 유용하다. 실제로 이러한 토폴 로지 설계의 결과를 최근 급속 시제품 제작기(rapid prototyping machine)와 함께 사용하게 되면 처음 개념설계에서 최초시제품의 형상을 예측하고 제작하는 데 많은 시간을 절약할 것으로 판 단된다. 그러나 토폴로지 최적화에 따른 구조물은 구조물의 한계 질량내에서 평균 강성이 가장 큰 구조물일 뿐, 국부적인 응력한계에 대한 최적화는 아니다. 따라서 최종적인 최적화 형상을 얻기 위해서는, 먼저 한계질량을 갖는 최적 토폴로지 구조물의 모델을 구하고, 이 모델에 대하여 설계변수에 따른 민감도 해석을 수행하여 최대응력의 한계값을 갖는 구조를 구하면 된다. 그림 10은 이러한 토폴로지 최적화와 민감도 해석을 통한 최적화를 수행하는 복합 최적설계 과정에 흐름도이다. 설계민감도 해석은 본 연구의 범위에 포함되지 않아서 여기서는 제외하였지만, 이에 관한 일반 상업화된 소프트웨어들이 많이 나와 있으므로 이를 참조하면 된다.

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원자력 발전소 1차계통 배관 건전성 평가 (The Verification Test for the Primary Piping System of Nuclear Power Plant)

  • 이현;김연환
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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    • pp.318-321
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    • 1995
  • 원자력 발전소의 안전성 보장 및 신뢰성 향상을 위하여 시운전 단계에서 원자력 발전소내 안전등급에 해당하는 배관계통의 상태 확인을 위하여 각종시험을 하도록 되어있다. 특히 새로운 설계기념, 크기 또는 용량을 갖는 원자로 모델에 대해서는 필수적으로 건전성 평가를 하게 되었다. 이를 위해 발전소 건설기간에 시행하는 고온 기능시험 중에 원자로 주변 주요 시스템인 원자로 냉각재 루프 계통에 대한 건전성 확인을 위해 압전형 고온 가속도 센서를 이용하여 정상운전상태의 진동을 측정하여 시스템 진동거동을 규명하였다. 배관시스템의 일상운전상태는 유체의 흐름과 기기운전이 일정한 정상상태와 펌프의 기동 또는 정지 및 밸브의 급격한 개폐등으로 발생하는 과도상태로 나눌 수 있다. 따라서 두 가지 상태의 진동을 측정해야 한다. 배관계통은 정상운전 상태로 설계수명을 유지할 수 있어야 하므로 정상진도잉 최소화 되어야 한다. 진동 평가기준은 배관재질의 응력(S/N 커브) 곡선을 참조하여 설계수명내에 손상이 일어나지 않도록 재료의 허용응력을 산정하고 이를 진동변위로 환산하여 정한 것이며 이 값에 측정 데이타를 비교하여 1차계통 배관의 건전성을 확인하였다.

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참조응력개념을 이용한 국부감육배관 평가법 개발 (Development of Assessment Methodology for Locally Corroded Pipe Using Reference Stress Concept)

  • 임환;심도준;김윤재;김영진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권7호
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    • pp.1200-1209
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    • 2003
  • In this paper, a unified methodology based on the local stress concept to estimate residual strength of locally thinned pipes. An underlying idea of the proposed methodology is that the local stress in the minimum section for locally thinned pipe is related to the reference stress, popularly used in creep problems. Then the problem remains how to define the reference stress, that is the reference load. Extensive three-dimensional finite element (FE) analyses were performed to simulate full-scale pipe tests conducted for various shapes of wall thinned area under internal pressure and bending moment. Based on these FE results, the reference load is proposed, which is independent of materials. A natural outcome of this method is the maximum load capacity. By comparing with existing test results, it is shown that the reference stress is related to the fracture stress, which in turn can be posed as the fracture criterion of locally thinned pipes. The proposed method is powerful as it can be easily generalised to more complex problems, such as pipe bends and tee-joints.

복합하중이 작용하는 원자력 배관의 파단전누설 해석을 위한 개선된 참조응력법의 수치해석적 검증 (Application of Enhanced Reference Stress Method to Nuclear Piping LBB Analysis under Combined Tension and Bending)

  • 허남수;김윤재;김영진
    • 한국정밀공학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.67-73
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    • 2001
  • Three dimensional, elastic-plastic finite element(FE) analyses for circumferential through-wall cracked pipes under combined tension and bending are performed using actual tensile data of stainless steel, for two purposes. The first one is to validate the recently-proposed enhanced reference stress (ERS) method to estimate the J-integral and COD for circumferential through-wall cracked pipes under combined tension and bending. The second one is to compare those results with the GE/EPRI estimations. The FE results of the J-integral and the COD, resulting from six cases of proportional and non-proportional combined tension and bending, compare very well with those estimated from the proposed method. Excellent agreements of the proposed method with the detailed FE results provide sufficient confidence in the use of the proposed method to the Leak-Before-Break(LBB) analysis of through-wall cracked pipes under combined tension and bending.

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원자력 배관의 파단전누설 해석을 위한 개선된 참조응력법의 수치해석적 검증 (Application of enhanced Reference Stress Method to Nuclear Piping LBB Analysis : Finite Element Validation)

  • 허남수;김윤재;김영진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권4호
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    • pp.741-747
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    • 2001
  • Three-dimensional, elastic-plastic finite element analyses for circumferential through-wall cracked pipes are performed using actual tensile data of stainless steels, for two purposes. The first one is to validate the recently-proposed enhanced reference stress (ERS) method to estimate the J-integral and COD for circumferential through-wall cracked pipes. The second one is to compare those results with the GE/EPRI estimations. It is found that the J-integral and COD estimations according to the GE/EPRI method can be very sensitive to how the stress-strain data are fitted using the Ramberg-Osgood relation. Moreover, no tendency can be found regarding the most appropriate fitting range for the Ramberg-Osgood fit. On the contrary, the J-integral and COD estimations based on the ERS method give more accurate results than the GE/EPRI estimation. The present results provide confidence in applying the proposed method to the Leak-Before-Break(LBB) analysis.

축방향 관통균열 배관의 새로운 탄소성 J-적분 및 COD 계산식 (New Engineering J and COD Estimation Methods for Axial Through-Wall Cracked Pipes)

  • 허남수;박영재;김윤재;김영진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권2호
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    • pp.239-246
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    • 2003
  • This paper proposes engineering estimation equations of elastic-plastic J and COD fur axial through-wall cracked pipes under internal pressure. Based on detailed 3-D FE results based on deformation plasticity, the plastic influence functions for fully plastic J and COD solutions are tabulated as a function of the mean radius-to-thickness ratio, the normalized crack length. and the strain hardening. Based on these results, the GE/EPRI-type J and COD estimation equations are proposed and validated against the 3-D FE results based on deformation plasticity. For more general application to general stress-strain laws or to complex loading, the developed GE/EPRI-type solutions are re-formulated based on the reference stress concept. Such a reformulation provides simpler equations for J and COD, which are then further extended to combined internal pressure and bending. The proposed reference stress based J and COD estimation equations are compared with elastic-plastic 3-D FE results using actual stress-strain data for Type 316 stainless steels. The FE results for both internal pressure cases and combined internal pressure and bending cases compare very well with the proposed J and COD estimations.