• Title/Summary/Keyword: 탄소성 동적 균열

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충격 및 폭발하중에 의한 동적파괴 해석기법

  • 김경수
    • Computational Structural Engineering
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    • v.10 no.3
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    • pp.22-29
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    • 1997
  • 본 논문에서는 균열이 존재하는 구조부재에 충격이나 폭발하중이 가해진 경우 동적응력확대계수를 구하는 방법들은 논의하고 특히 코오스틱 실험법 및 수치적으로 코오스틱 곡선을 구하여 동적응력확대계수를 구하는 과정을 자세히 설명하였다. 폭발 및 충격에 의한 구조물의 파괴해석은 이와 같은 하중을 받는 압력용기, 빌딩, 초고속선, 해군 함정 등의 파괴강도설계 및 안전성 평가에 핵심기술로 대두되고 있으며 또한 우주항공산업, 고속전철, 암반역학 등의 여러 분야에서 중요한 의미를 갖는다. 따라서 앞으로도 균열진전 및 정지조건, 탄소성 동적파괴해석 및 재료의 충격거동 등에 대한 연구들이 계속되어져야 할 것으로 사료된다.

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Dynamic elastic-plsstic Crack Curving Phenomenon (탄소성 동적 균열전파의 만곡현상)

  • 이억섭;정형진
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 1996.04a
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    • pp.704-708
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    • 1996
  • The elastic dynamic crack curving could be obtained by controlling the loading rate, the initial crack-tip blunting to store much energy before crack initiation and the magnitude of reflected wave from finite boundaries. However there is no theoretical and experimental elastic-plastic dynamic curving study. This paper proposes a specimen geometryfor a study of dynamic elastic-plastic crack curving and presents a preliminary result. The specimen has a blunt physical crack tip on a side, and a round notch tip on the other side. From the experiment using this specimen, it is found that the narrow plastic zone ahead of the round notch tip produces the change of load direction and anti-symmetricity of the dynamic isochromatics, and each result causes the crack curving phenomenon. After a certain time, as the elastic-plastic crack gets close to the round notch tip near, the degree of the crack curving get larger. The elastic reack curving propagates more sensitively to the surround of crack tip than the plastic crack curving does. The cynamic elastic-plastic crack curving is found to be proportional to the CTOA(the crack tip opening angle). The dynamic elastic-plastic crack may propagate in the direction perpendicular to the loading. An apparant strip yield zone which is similar to the Dugdale strip yield zone is noted ahead of the physical crack tip.

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비선형 균열배관 해석 방법을 이용한 배관 안전성 평가

  • 김태순;박치용;김진원;박재학
    • Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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    • 2001.11a
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    • pp.169-174
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    • 2001
  • 원자력발전소 배관계통에 존재하는 균열을 해석하는 방법으로, 이제까지는 균열을 고려하지 않은 상태에서 지진하중을 고려한 탄성 배관해석을 수행하여, 배관에 작용하는 하중을 구한 후, 다음 단계에서 파괴해석 방법으로 균열을 가정한 탄소성 균열해석을 수행하는 2단계의 해석을 통해 균열안정성을 평가해 왔다. 이러한 방법은 전체 배관의 거동과 배관 내에 존재하는 균열의 거동을 서로 독립적인 것으로 고려하고 있으며 재료물성치로는 설계값을 사용하는 등의 보수적인 가정들을 포함하고 있어 배관에 작용하는 하중 또는 응력을 과도하게 계산하는 결과를 초래하고 있다 특히, 지진하중과 같은 반복적인 외부 동적하중이 작용하는 경우, 배관에 국부적인 소성변형이 발생함에도 이를 단지 탄성거동으로 간주하게 되는 것이다. 이러한 몇몇 보수적 가정들을 포함하고 있는 기존의 해석방법은 지나친 보수성을 가질 뿐만 아니라, 균열에 의한 실제 배관의 파단하중과 계산에 의한 파단하중의 비교로서 배관의 안전여유도를 예측하는 방법으로는 적절하지 못하다.(중략)

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Development of Elastic-Plastic Fracture Analysis Program for Structural Elements under an Impact Loadings (충격하중을 받는 구조부재의 탄소성 파괴해석 프로그램 개발)

  • K.S. Kim;J.B. Park
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.35 no.1
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    • pp.61-71
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    • 1998
  • This paper describes a dynamic fracture behaviors of structural elements under elastic or elasto-plastic stress waves in two dimensional space. The governing equation of this problem has the type of hyperbolic partial differential equation, which consists of the equation of motions and incremental elasto-plastic constitutive equations. To solve this problem we introduce Zwas' method which is based on the finite difference method. Additionally, in order to deal with the dynamic behavior of elasto-plastic problems, an elasto-plastic loading path in the stress space is proposed to model the plastic yield phenomenon. Based on the result of this computation, the dynamic stress intensity factor at the crack tip of an elastic material is calculated, and the time history of a plastic zone of a elasto-plastic material is to be shown.

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동적 파괴역학에 대하여 (IV)

  • 이억섭;김상철
    • Journal of the KSME
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    • v.25 no.5
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    • pp.419-424
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    • 1985
  • 동적탄소성 균열전파 문제는 매우 복잡한 문제이며 따라서 아직까지 이론적으로 명쾌한 해가 발표되지 못하고 있는 형편이다. 따라서 실험적인 연구는 아주 미비하며 다만 몇편의 논문만 발표되고 있는 편이다. 여기서는 Lee(47)의 실험적인 연구내용 및 연구결과를 간단히 강의하기로 한다.

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Fracture Analysis on Crack Propagation of RC Frame Structures due to Extreme Loadings (극한 진동에 의한 철근콘크리트 뼈대구조물에 균열전파의 파괴 역학적 특성 연구)

  • Jeong, Jae-Pyong;Lee, Myung-Gon;Kim, Woo
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.7 no.4
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    • pp.191-199
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    • 2003
  • The inelastic response of many structural steel and reinforced concrete structures subject to extreme loadings can be characterized by elastoplastic behaviors. Although excursion beyond the elastic range is usually not permitted under normal conditions of service, the extent of permanent damage a structure may sustain when subjected to extreme conditions, such as severe blast or earthquake loading, is frequently of interest to the engineer. A blast is usually the result of an explosion defined as a "sudden expansion". This paper discusses the basic concept that defines blast loadings on structures and corresponding elastoplastic structural response (displacement, velocity, and acceleration) and try to explain a crack propagation of concrete in sudden expansion. According to nonlinear finite element analysis, the crack forms of static and dynamic states displayed different in RC structural members. This paper also provides useful data for the dynamic fracture analysis of RC frame structures.

원자로 압력용기강의 인성평가를 위한 샤피충격 하중-변위 곡선의 해석

  • Kim, Ju-Hak;Kim, Hun;Ji, Se-Hwan;Lee, Don-Bae;Hong, Jun-Hwa
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1996.05c
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    • pp.284-289
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    • 1996
  • 국산 원자로 압력용기강(ASME SA508 cl.3)을 대상으로 표준 샤피충격시험편(2 mm V- notch)과 피로균열(precracked Charpy) 시험편을 제작하여 계장화(instrumented)충격시험을 실시하고, 충격시험시 하중점(load point)의 변위(displacement) 혹은 시간의 변화를 하중의 변화와 함께 측정하였다. 측정결과를 파괴현상 및 파괴역학과 연계시켜 해석하므로서, 가능한한 소량의 시험편(혹은 시험공정)을 사용하여 필요로 하는 인성평가 관련 정보를 획득할 수 있도록 시도하였다. 그 결과, 파괴과정을 나타내는 하중의 변화를 이용하여 Shear fraction 을 예측할 수 있었고, 하중의 변화와 관계된 변위로부터 Lateral expansion을 추정할 수 있었다. 피로균열 시험편 시험결과로 부터는 충격시의 항복하중, 항복변위, 최고하중 등을 획득하여 균열크기의 함수로 표시되는 시험편 Compliance 를 계산하였고, Equivalent energy 법과 J-integral 법을 적용하여 원자로 압력용기강의 탄소성 동적파괴인 성을 평가할 수 있었다.

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Elasto-Plastic Dynamic Analysis of Solids by Using SPH without Tensile Instability (인장 불안정이 제거된 SPH을 이용한 고체의 동적 탄소성해석)

  • Lee, Kyoung Soo;Shin, Sang Shup;Park, Taehyo
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.31 no.2A
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    • pp.71-77
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    • 2011
  • In this paper elasto-plastic dynamic behavior of solid is analyzed by using smoothed particle hydrodynamics (SPH) without tensile instability which caused by a clustering of SPH particles. In solid body computations, the instability may corrupt physical behavior by numerical fragmentation which, in some cases of elastic or brittle solids, is so severe that the dynamics of the system is completely wrong. The instability removed by using an artificial stress which introduces negligible errors in long-wavelength modes. Applications to several test problems show that the artificial stress works effectively. These problems include the collision of rubber cylinders, fracture and crack of plate.

Numerical study on the charateristics of fracture growth in fracture controlled blasting using notched blasthole (노치성형 발파공을 이용한 균열제어 발파방법의 균열발생 특성에 대한 수치해석적 고찰)

  • 백승규;김재동;임한욱;류창하
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.9 no.1
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    • pp.64-71
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    • 1999
  • A numerical analysis was performed to investigate the effects of notched blasthole in controlling the fracture plane. Analyzed were elastic and elasto-plastic response of rock, and fracture propagation under static and dynamic load conditions. Results showed that the region exceeding the tensile strength extended up to three times the radius of a normal blasthole in elastic analysis, while fifteen times in elasto-plastic analysis. It was shown that a crack was driven from the notch tip up to the distance of 23 times the hole radius in the case of a notched blasthole with a notch of 5 mm in depth and 30 mm in length.

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재료 동적영향을 고려한 주냉각재 배관 LBB 적용시 Dynamic Strain Aging의 영향 분석

  • 양준석;박치용;정우태;유기완;김진원
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05b
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    • pp.305-311
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    • 1998
  • 최근들어 고려된 LBB(Leak Before Break) 적용요건중 동적파괴시힘 절차에는 울진 3&4호기 이후 파단전누설개념이 적용되는 배관이 탄소강으로 제작될 경우. 이 배관이 Dynamic Strain Aging (DSA)에 의해 파괴저항치가 감소되지 않는다는 것이 정량적으로 입증되지 않는 한, 동 배관의 파괴 물성치 결정시 DSA의 영향이 고려되어야 하며, DSA 영향을 평가하기 위해서는 동적과괴시험이 수행되어야 함을 요건화 하고 있다. 본 연구에서는 DSA 효과에 의한 파괴저항(J-R) 특성의 저하가차세대원전 원자로냉각재배관 파단전누설개넘(LBB) 적용시 설계 안전여유도에 영향을 미치지 않는 정도임을 평가하는데 있다. 따라서 ASME Section III에서 탄소강으로 분류하고 있는 강종별 파괴인성 변화를 고찰하고, 차세대원전 주냉각재배관 재료인 SA508 Class la의 최대 파괴인성 감소치를 예측하여, 울진 3&4호기에서 측정된 엘보우용 SA516-Gr.70 강의 DSA 영향 평가 결과와 비교 분석하여 차세대원전 주냉각재배관의 DSA영향을 평가하였다. 도출된 결론으로는 DSA 영향을 고려한 SA508 Class la의 J 및 dJ/dA 값은 극히 보수적으로 추정할 때 50% 이상 감소하는 것으로 예측된다. 이러한 DSA 영향을 고려하였을 경우 배관재 모재의 파괴인성치는 Weld-SAW의 J/T 값 수준으로 감소하였다. 그러나 현 LRB 해석이 가장 낮은 J/T값을 갖는 Weld-SAW Auto의 균열길이 2a인 J/T선도에 의거하여 수행되고 있다는 점을 고려한다면 비록 DSA가 배관재에 영향을 주는 가장 보수적인 값(J 및 dJ/dA값을 50% 이상)을 사용한다고 하더라도 차세대원전 LBB 적용에 문제가 되지 않음을 알 수 있다. 즉 차세대원자로 주냉각재배관에 LBB를 적용하는데는 DSA 영향은 상대적으로 중요하지 않다는 결론을 얻었다. 표면에 수소화물이 농축되어 있는 hydride layer가 형성됨을 관찰하였으며 ~5,000ppm 이상의 경우에는 수소화물의 방향성이 random하였으며 특히, ZIRLO$^{TM}$ 시편의 경우에서는 원주방향으로 길게 이어진 수소화물과 기계적 성질에 치명적인 반경방향의 수소화물이 평행하게 배열된 것을 관찰하였다.하였을 때는 Li$_2$O의 첨가에 의해 치밀화가 주로 일어났고, 반면에 $N_2$-7vol.%H$_2$ 분위기에서 소결하면 Li$_2$O의 첨가에 의해 작은 기공은 소멸되고 큰 기공이 생성되었다.지나치게 모국어의 영향만 강조하고 다른 요인들에 대해서는 다분히 추상적인 언급으로 끝났지만 이 분석을 통 해서 배경어, 목표어, 특히 중간규칙의 역할이 괄목할 만한 것임을 가시적으로 관찰할 수 있 다. 이와 같은 오류분석 방법은 학습자의 모국어 및 관련 외국어의 음운규칙만 알면 어느 학습대상 외국어에라도 적용할 수 있는 보편성을 지니는 것으로 사료된다.없다. 그렇다면 겹의문사를 [-wh]의리를 지 닌 의문사의 병렬로 분석할 수 없다. 예를 들어 누구누구를 [주구-이-ν가] [누구누구-이- ν가]로부터 생성되었다고 볼 수 없다. 그러므로 [-wh] 겹의문사는 복수 의미를 지닐 수 없 다. 그러면 단수 의미는 어떻게 생성되는가\ulcorner 본 논문에서는 표면적 형태에도 불구하고 [-wh]의미의 겹의문사는 병렬적 관계의 합성어가 아니라 내부구조를 지니지 않은 단순한 단어(minimal $X^{0}$ elements)로 가정한다. 즉, [+wh] 의미의 겹의문사는 동일한 구성요 소를 지닌 병렬적 합성어([$[W1]_{XO-}$ $[W1]_{XO}$ ]$_{XO}$)로

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