• 제목/요약/키워드: 파괴 해석

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J-적분을 이용한 이종강재 용접접합부 계면균열의 파괴역학적 해석 (Fracture Mechanics Analysis of a Interface Crack in the Weld of Dissimilar Steels using the J-integral)

  • 이진형;장경호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.423-431
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    • 2004
  • 용접접합부 균열의 파괴역학적 해석을 위해서는 용접중에 발생하는 잔류응력해석과 파괴해석이 병행되어야 한다. 잔류응력이 존재하면 J-적분은 더 이상 적분경고에 관계없이 인정한 값을 갖는 특성을 잃어버리게 된다. 또한 균질한 재료와는 달리 이종재료 계면균열에서는 균열선난에서 Mode I과 Mode II의 파괴거동이 동시에 발생한다. 그러므로 이종강재 용접접합부 균열의 J-적분 해석을 위해서는 이종강재 용접시 발생하는 잔류응력이 존재하는 경우에도 적분경로에 관계없이 일정한 값을 갖는 새로운 J-적분식이 도입되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 기존의 J-적분을 수정하여, 이종강재 용접시 발생하는 잔류응력이 존재하는 경우에 경로 독립성을 유지하는 J-적분을 고찰하고, 이를 이용하여 잔류응력과 외력이 동시에 작용하는 균열선단에서의 J-적분을 해석할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 자체개발한 탄소성 해석프로그램을 이용하여 이종강재 용접시 잔류응력과 외력에 대한 응력분포를 계산하였으며, 이를 이용하여 잔류응력과 외력의 복합하중에 대한 J-적분을 계산하였다.

신뢰성기법에 의한 굴착지반에서의 3차원 지하수 흐름해석 (3-D Groundwater Flow Analysis of Excavated Ground by Reliability Method)

  • 김홍석;박준모;장연수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권10호
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    • pp.69-76
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    • 2006
  • 지하수흐름에 대한 신뢰성 해석을 실시하였으며, 흐름에 관여하는 매개변수들이 목표 값의 파괴확률을 초과하는데 미치는 영향을 알아보았다. 본 연구를 위하여 2차원 지하수흐름 프로그램을 3-D 프로그램 DGU-FLOW로 확장하여 제작하고, 이를 1계 및 2계 신뢰성 프로그램에 연계하였다. 3차원 흐름 프로그램의 검증은 지하굴착지반의 지하수 흐름 해석 문제를 풀고 이를 MODFLOW 프로그램과 비교하여 수행하였다. 신뢰성부분 또한 몬테칼로 해석을 수행하여 나타난 파괴확률을 비교함으로써 검증하였으며 지하수 흐름에 대한 1계 및 2계 신뢰성해석을 수행하여 산정된 파괴확률 값은 몬테칼로 해석을 통하여 나온 값과 매우 근접하였다. 토질층의 투수계수에 대한 매개변수 해석결과 투수계수의 평균과 분산의 증가는 목표 수량을 초과하는 파괴확률의 증가를 가져오는 것으로 나타났다. 또한 파괴확률의 민감도는 여러흐름 변수중에서 흐름영역 경계부의 일정 수두에 가장 민감한 것으로 나타났다.

주증기관 파단사고에 대한 원자로 용기의 가압열충격 해석 (Pressurized Thermal Shock Analyses of Reactor Pressure Vessel for Main Steam Line Break)

  • 정명조;박윤원;장창희;정일석
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.271-279
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    • 1999
  • 본 연구에서는 국내에서 가장 취약할 것으로 예상되는 원자력 발전소에 가압열충격 사고를 유발할 수 있는 주증기관 파단사고를 가정하여 열수력 해석과 파괴역학 해석을 수행하였다. 원전수명관리연구의 일환으로 계통열수력 해석 및 혼합열유동 해석에 의하여 구한 냉각제의 온도와 압력의 이력 및 용기의 재질성분으로부터 용기의 응력확대계수와 파괴인성치를 계산하고 이들을 비교하여 균열의 진전여부를 판단하여 형상계수가 1/6인 표면균열이 견딜 수 있는 최대 기준무연성천이온도를 결정하였다.

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하천에서의 홍수파해석을 위한 수치모형의 개발-효기댐 파괴에 따른 홍수파 해석을 중심으로 (A Study on the Numerical Modeling for the Floodwave Analysis in a River -Huogi Dam-Break Floods)

  • 한건연
    • 물과 미래
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    • 제20권4호
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    • pp.285-294
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    • 1987
  • 본 연구는 댐파괴나 급격한 방류로부터 발생되는 홍수파가 하도내에서 사류의 흐름으로 나타날 때, 이를 해석하기 위한 수치모형을 개발한 것이다. 기본방정식으로서는 dynamic wave equation을 사용하였고 이식을 general Preissmann sceme에 의하여 유한차분화 시켰으며 fore-sweep algorithm에 의하여 해석하였다. 본 모형을 Buffalo-Creek flood의 경우에 적용하고 실측치 및 DAMBRK에 의한 계산 결과치와 비교검토하여 모형의 적용성을 입증하였다. 국내 효기댐의 경우에 대하여서는 파괴당시의 실측자료를 기초로한 유출수문곡선을 유도하였고 댐 하류부의 홍수파 전달양상을 해석하였다.

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J-적분을 이용한 용접구조물의 파괴해석 (Fracture Analysis of Welded Plates using the J-integral)

  • 심용래
    • 전산구조공학
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    • 제9권4호
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    • pp.173-179
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    • 1996
  • 용접구조물의 파괴거동을 분석하기 위해서는 용접중의 열전달 해석, 잔류응력 해석, 그리고 파괴해석이 같이 병행되어야 한다. 잔류응력이 존재하면 J-적분은 적분 경로에 관계없이 일정한 값을 갖는 특성을 잃게 된다. 그러므로 용접부의 J-적분 해석을 위해서는 별도의 프로그램을 개발하여야 한다. 본 연구에서는 균열선단에서의 J-적분을 계산하기 위한 이론식 및 프로그램을 개발하였으며 적용사례로 박판 및 후판의 다층용접에 대한 J-적분값을 계산하였다.

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시스템 신뢰성 해석에 관한 기초연구 (Basic Study on the Reliability Analysis of Structural Systems)

  • 이주성
    • 한국해양공학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.145-157
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    • 1989
  • 본 논문의 주목적은 불연속 또는 연속계 구조물의 시스템 신뢰성해석(system reliability analysis)을 위한 보다 일반적인 방법을 소개하는데 있다. 본 논문에서는, 확대하중증분법(extended incremental load method)이라고 불리우는데, 지금까지의 신뢰성 해석법 중 종래의 하중증분법이 갖는 단점을 보완하고, 여러 형태의 하중이 작용하는 구조물에 대해, 부재의 파괴후 거동(post-ultimate behaviour)을 다른 방법보다 더 실제적으로 고려할 수 있는 장점을 갖도록 개발한 것이다. 본 방법의 또 하나의 장점은 구조설계시 사용하는 강도공식(strength formula) 을 시스템 신뢰성 해석에서 직접 이용할 수 있다는 점이다. 이 방법은 부유식 해양구조물 같은 연속계 구조물의 시스템 신뢰성 해석을 위해 개발되었는데, 이 논문에서는 실제 구조물은 다루지 않고, 방법의 정당성과 아울러 수정된 안전여유식의 적용가능성을 보여주는 것에 중점을 두었다. 본 논문의 부유식 해양구조물들에 적용한 결과는 후일 발표할 예정이다.

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고강도 콘크리트 기둥-강재 보 외부 접합부의 강도 및 변형 (Strength and Deformation of Exterior HSC column-Steel beam Joints)

  • 조순호;선성규
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.35-44
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    • 2000
  • 전편의 실험적 연구에 이어서, 기 수행된 4개의 외부 접합부 시험체에 현존하는 여러 강도 예측식을 사용하여 콘크리트 기둥-강재 보 접합부의 내진 성능을 결정하는 패널 전단 및 지압 강도를 평가하였다. 또한, 접합부 패널지역의 변형특성을 묘사할 수 있는 일련의 스프링을 사용한 macro 형태의 해석모델이 논의되었으며, 이에 따라 Drain-2DX 및 IDARC 등의 상용프로그램을 사용하여 접합부의 패널전단 및 지압 파괴형태의 변형을 포함하는 단순해석이 수행되었다. 강도 예측결과에 의하면 본 연구에서 제시하는 수정된 내부 콘크리트 패널 전단 강도식을 포함하고 있는 ASCE 방법이 실험결과에 가장 근접한 것으로 나타났으며, 본 연구에서 검토된 패널지역 변형을 고려한 단순해석모델은 향후 전체 건물해석에 사용할수 있는 것으로 판단되었다.

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탄소섬유판 긴장재로 외부 긴장 보강된 철근콘크리트 보의 부착파괴 모델 (Debonding Failure Model for RC Beams Strengthened with Externally Bonded Prestressed CFRP Plates)

  • 박종섭;정우태;박영환
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권4A호
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    • pp.447-456
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    • 2008
  • 본 논문에서는 CFRP판으로 긴장 보강된 철근콘크리트 보의 부착파괴를 해석하기 위한 수정된 부착파괴 모델를 제안하였다. 부착파괴 모델은 한정된 실험결과로부터 발생할 수 있는 오류를 줄이기 위해 선행연구자들의 실험결과를 통계적으로 분석하여 제안하였다. 부착 CFRP판으로 긴장 보강된 보에 대한 실험을 통해 긴장 보강 시스템에서 최종파괴 이전에 부착파괴가 발생하는 것을 확인하였으며, 부착파괴 변형률은 유효프리스트레스의 크기에 따라 증가하는 것을 검증하였다. 따라서 부착거동 특성 연구에서 도출된 부착파괴 해석모델은 긴장 시스템에 적합하도록 유효프리스트레스를 고려할 수 있도록 수정 제안하였다.

GIS 립 스페이서에 대한 전계해석 및 절연특성 개선에 관한 연구 (A Study on the Electric Field Analyses and Improvement of Insulation Characteristics on the Ribbed Spaced for GIS)

  • 류성식;최영찬;곽희로
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.59-64
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    • 2002
  • 본 논문에서는 전계해석을 통하여 금속성 파티클이 GIS 스페이서의 여러 위치에 부차되었을 경우 립이 파괴전압특성에 미치는 영향을 분석하였다. 또한, 립-스페이서의 여러 위치에 금속성 파티클을 부착하고 립의 모양, 길이, 두께 등의 변화에 따라 얻은 파괴진압특성 실험결과를 전계해석의 결과와 비교·검토하였다. 전계해석의 결과 립의 연면에서의 전계집중이 다른 부분에 비하며 완화되어 절연파괴시 발생된 스트리머의 진전이 억제될 수 있다는 것을 알 수 있었으며, 실험을 통하여 파괴전압이 상승된다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 립의 길이와 두께 등에 따라서도 파괴전압 특성이 달라짐을 알 수 있었다. 또한 립의 끝단을 라운드 처리함으로써 파괴전압 특성을 더욱 향상시킬 수 있음을 전계해석과 실험을 통하여 알 수 있었다.

얕은기초의 하중지지거동에 관한 수치해석 (Numerical Analysis of Load Bearing Behavior of Shallow Foundations)

  • 이승현;이수형
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권10호
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    • pp.6322-6328
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    • 2014
  • 얕은기초의 하중지지거동을 살펴보기 위해 3종류의 얕은기초를 가정하여 유한요소해석을 수행하였다. 띠기초에 대한 해석을 통해 구한 파괴시의 기초하부지반의 파괴양상은 팽창각이 없는 경우 국부전단파괴양상을 보였으며 팽창각이 있는 경우에는 전반전단파괴양상을 보였다. 팽창각에 따른 극한하중에 있어서는 팽창각이 있는 경우의 극한하중이 팽창각이 없는 경우에 비해 1.5배 큰 값을 보였다. 원형기초와 정사각형 기초에 대한 해석결과에 따르면 팽창각의 존재여부와 관계없이 파괴시 기초 인접지반면에 상향의 변위가 발생하여 전반전단파괴양상을 보였다. 극한하중에 있어서는 팽창각이 있는 경우가 없는 경우에 비해 약 10% 정도 증가하였다. 세 종류의 얕은기초에 대하여 해석을 통해 얻은 하중-침하곡선을 살펴볼 때 팽창각이 클수록 하중지지능력이 큼을 알 수 있었다.