• 제목/요약/키워드: 횡방향 충격강도

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경수로 핵연료집합체 지지격자체의 횡방향 충격강도 연구 (Study on the Lateral Dynamic Crush Strength of a Spacer Grid Assembly for a LWR Nuclear Fuel Assembly)

  • 송기남;이상훈;이수범;이재준;박경진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권9호
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    • pp.1175-1183
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    • 2010
  • 지지격자체는 경수로 핵연료집합체의 가장 중요한 핵심 구조부품 중에 하나이다. 질칼로이 지지격자체 설계시의 우선적으로 고려해야 할 사항은 지지격자체가 원자로심에서 냉각수의 심한 수두손실을 유발하지 않으면서 지진사고를 고려한 설계하중 하에서 충분한 횡방향 충격강도를 갖도록 하는 것이다. 본 연구에서는 시험과 유한요소해석을 통해 지지격자체의 횡방향 충격강도에 영향을 주는 인자들에 대한 분석을 수행하였고, 지지격자체 제조용 질칼로이 원자재 소요량을 획기적으로 줄이면서 지지격자체의 횡방향 충격강도를 개선할 수 있는 방안을 제시하였다.

용접물성치를 고려한 핵연료 지지격자체 횡방향 충격강도 (Lateral Crush Strength of Nuclear Fuel Spacer Grid Considering Weld Properties)

  • 송기남;이상훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권12호
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    • pp.1663-1668
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    • 2012
  • 가압경수로 핵연료의 구조부품인 지지격자체는 홈이 있는 격자 스트랩들을 끼우고, 끼워진 교차부위를 용접한 구조물이다. 원자로 비정상 운전중에 원자로의 긴급정지가 가능하도록 하기 위해 지지격 자체는 충분한 횡방향 충격강도를 갖도록 설계되어야 한다. 지지격자체의 횡방향 충격강도 해석에 대한 예전의 연구는 모재의 물성치만을 사용하여 수행되었다. 본 연구에서는 지지격자체 용접부에 모재 물성치를 사용하는 대신 용접물성치를 사용할 경우에 지지격자체 횡방향 충격강도에 미치는 영향을 조사하였다. 계장형 압입시험법으로부터 얻은 용접물성치를 용접부에 적용한 해석을 수행하였고, 그 해석 결과를 예전 연구결과와 비교하였다.

중간가공열처리를 적용한 Al 7175 합금 형단조품의 기계적 성질

  • 손영일;이경훈;은일상;송영범;이용연
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1995년도 제5회 학술강연회논문집
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    • pp.181-191
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    • 1995
  • Al 7175 합금 형단조에서 주조조직 파괴를 위한 빌렛트제작(BM)공정과 ITMT공정 이 기계적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. BM공정과 ITMT 공정을 동시 적용한 형단조품의 기계적 성질은 길이방향에서 인장강도가 10%, 연성이 50%, 충격흡수 에너지가 20% 증가되었고 횡방향에서도 인장강도가 7%, 연성이 9% 증가되었다. 이와 같은 기계적 성질의 향상은 BM과 ITMT공정을 동시 적용한 형단조품 미세조직의 결정립크기가 17$\mu\textrm{m}$로서 일반단조조직보다 3배이상 미세하고, 균일한 등축재결정 조직을 나타내는데 기인하는 것으로 판단된다.

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해저면에 설치된 가스관의 외부충격에 의한 좌굴 안전성 검토 (A Study on the Buckling Stability due to Lateral Impact of Gas Pipe Installed on the Sea-bed)

  • 박주신;이명수
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.414-421
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    • 2022
  • 해저 석유와 가스 탐사가 점점 더 깊은 수심으로 진행되고 있으며, 해저 파이프라인은 고압 및 고온 조건에서 작동하는 것이 일반적이다. 온도 및 압력 차이로 인하여 파이프 축 방향 힘이 축적되는 현상이 있다. 이러한 현상은 파이프라인을 구속하는 해저면 효과 때문에 파이프라인은 횡 좌굴이 발생하게 된다. 온도가 증가하는 경우 축 방향의 압축 하중이 가해지며 이 하중이 임계 수준에 도달하면 파이프가 수직방향으로 움직이게 된다. 또는 파이프라인의 구조적 완전성을 위태롭게 할 수 있는 횡 방향 좌굴이 발생하는 상황에서, 작동 중 파이프라인의 구조적 안전함을 보장하기 위해 파이프라인의 상세 구조 강도평가가 수행되어야 한다. 본 연구에서는 해저면의 마찰 효과 및 재료의 열 수축/팽창을 고려한 비선형 구조해석을 상용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 활용하여 검토하였으며, 외부충격에 의한 횡 방향 좌굴 안전성을 분석하였다. 본 연구의 결과를 통하여 수치 해석적 단순화된 분석 모델을 통하여 해저면의 효과를 고려한 조건에서의 실제 파이프라인의 붕괴 조건을 예측할 수 있다.

근골격계의 골조직이 가지는 이방성 및 점탄성 특성 (The Anisotropic and Viscoelastic Properties of Bone Tissue)

  • 김진성;권정식;노진호;이수용
    • Composites Research
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    • 제25권1호
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    • pp.9-13
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    • 2012
  • 본 연구에서는 외부 충격에 의한 인체의 손상 정도를 수치적으로 예측하기 위한 인체의 근골격계 해석 모델을 제안하기에 앞서 골 조직이 가지는 기본적인 기계적 특성을 실험적으로 살펴보았다. 기계적 물성 시험의 결과, 골 조직의 위치에 따라 기계적 특성이 변화하는 비균질성을 확인하였다. 축 방향이 횡 방향에 비해 강도와 탄성계수가 2배 정도 높게 나타남을 통해 이방성 특성을 확인하였다. 점탄성 특성을 살펴보기 위해 시험 속도를 다르게 하여 시험을 수행한 결과 변형률 속도가 증가 할수록 강도 및 탄성계수가 높게 나타나는 결과를 확인하였다.

탄도 수정탄 롤제어시스템 충격해석 모델 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of Impact Analysis Model of Roll Control System for Course Correction Munition)

  • 고준복;윤찬식;김용대;김완주;조승환
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권8호
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    • pp.737-742
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    • 2015
  • 탄도 수정탄은 기존의 포탄에 조종 kit를 장착하여 목표를 정밀 타격할 수 있게 하는 무기 체계이다. 롤제어시스템은 조종 kit의 구성품으로 유도조종부와 탄체부 사이에 위치하며 포발사시 횡방향으로 5,000g 상당의 가속도 하중을 받게 된다. 따라서 내고충격 설계를 하는게 중요하다. 선진국에서는 탄도 수정탄의 개발과정에서 실사격 또는 포발사 회수 시스템을 이용하여 부품의 성능 및 강도를 평가하고 있으나 많은 시간과 비용이 든다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 CAE 해석적 방법으로 설계단계에서 롤제어시스템에 대한 충격 강도 평가를 할 수 있도록 해석 모델을 개발하였다. 충격 현상을 구현하기 위하여 Explicit code를 이용한 Dynamic 해석 기법을 적용하였고, 고변형률 물성 특성을 Johnson-Cook material model을 이용하여 구현하였다. 또한 베어링을 인너, 아우터 레이스, 리테이너, 볼 등으로 상세적으로 구현하여 충격시 베어링의 거동 특성이 분석될 수 있도록 하였다. 개발된 해석 모델은 가스건 충격시험을 통해 그 신뢰성이 있음을 검증하였다.

리기다소나무 단판적층재(單板積層材)의 제조조건(製造條件)에 따른 물리적성질(物理的性質) 및 도장성능(塗裝性能) (Suitable Conditions of Producing the LVL from Pitch Pine and its Paint Film Durability)

  • 박상범;공영토;조재명
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제17권1호
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    • pp.3-11
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    • 1989
  • 리기다소나무 단판적층재(單板積層材)(LVL)의 가구용재(家具用材)로서의 적합성(適合成) 여부(與否)를 판단(判斷)하기 위한 기초자료(基礎資料)를 제공(提供)하고자 요소 멜라민수지(樹脂)와 페놀수지접착제(樹脂接着劑)를 사용(使用)하여 단판적층재(單板積層材)를 제조(製造), 그 물리적(物理的), 기계적(機械的) 성질(性質), 접착내구성(接着耐久性) 및 제조성능(製造性能)을 검토(檢討)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 리기다소나무 LVL 제조(製造)를 위한 적정압체시간(適正壓締時間)은 단판(單板)두께 1mm당(當) 45초(秒) 이상이 요구(要求)되었다. 2. 휨강도(强度)는 소재(素材)에 비(比)해 낮았으나 압축강도(壓縮强度)는 비슷하였고 단판(單板)의 두께가 얇을수록 강도(强度)는 증가(增加)하는 경향(傾向)이였다. 3. 충격(衝擊)휨흡수(吸收)에너지는 두께 2.5cm의 경우(境遇) 섬유직각방향(纖維直角方向)(상(上))이 $0.03kg{\cdot}m/cm^2$, 섬유방향(纖維方向)이 $0.24kg{\cdot}m/cm^2$으로 $0.68kg{\cdot}m/cm^2$인 소재(素材)에 비(比)해 매우 낮았다. 4. 열압체시간(熱壓締時間)을 45초(秒)/mm 이상(以上)으로 하면 침지박리(浸漬剝離) 및 한열반복시험시(寒熱反復試驗時), 접착층(接着層)의 박리(剝離), 표면할열(表面割裂), 부풀음, 변색(變色) 등(等)이 발생(發生)하지 않았다. 5. 진공침수시험(眞空侵水試驗)은 결과(結果), 섬유방향(纖維方向)으로서 수축율(收縮率)은 약(約) 1.0%, 섬유직각방향(纖維直角方向)(횡방향(橫方向))은 약(約) 3%였으며, 1~4개(個) 정도(程度)의 표면할제(表面割裂)이 관찰(觀察)되었다. 6. 온냉건고시험(溫冷乾燥試驗)에 의한 리기다소나무 LVL의 도막할열(塗膜割裂)은 전혀 관찰(觀察)되지 않았다. 7. 리기다소나무 LVL을 내장용(內粧用)으로 사용(使用)할 경우(境遇), 부착용화장단판(付着用化粧單板)으로서는 단판자체(單板自體)의 할열(割裂)이 적은 단판(單板)을 사용(使用)하여야 하며 부착용화장단판(付着用化粧單板)과 LVL의 표면(表面)이 서로 직교(直交)되도록 접착(接着)해야 표면할열(表面割裂)의 발생(發生)이 적고 표면부착성(表面付着性)이 향상(向上)되었다. 결론적(結論的)으로 리기다소나무 LVL은 접착성(接着性)은 매우 양호(良好)하였으며 휨강도(强度), 압축강도(壓縮强度) 및 충격(衝擊)휨흡수(吸收)에너지 등(等)은 가구재료(家具材料)로써 적정수준(適正水準)이었으나 단판자체(單板自體)의 옹이 및 할열(割裂)로 인(因)해 가구재료(家具材料)로 사용(使用)할 경우(境遇), 품질(品質)이 좋은 단판(單板) 즉, 화장단판(化粧單板) 등(等)으로 표면(表面)해양 할 것으로 생각되었다.

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포플러재(材)의 재질(材質)에 관(關)한 시험(試驗) (Studies on the Properties of Populus Grown in Korea)

  • 조재명;강선구;이용대;정희석;안정모;심종섭
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제10권3호
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    • pp.68-87
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    • 1982
  • 우리나라산 포인 이태리 포푸라 I-214, I-476, 미류나무, 양버들, 은수원사시나무, 황철나무, 물황철나무, 사시나무 등 9 수종의 포푸라재에 대한 해부학적 성질, 물리적 성질, 기계적 성질을 구명하여 포푸라재의 재질비교, 적정이용도, 목재가공 및 재질개량 등의 기초자료로 활용하기 위하여 실시 되었다. 1. 포푸라재의 연륜폭은 3.5~12.6 mm 범위에 있고 수종별 연륜폭의 차이는 대단히 심하고 수고부위가 높아짐에 따라 점차 감소하는 경향을 나타내고 있으며 시험결과는 Fig. 2와 같다. 2. 포푸라재의 변재폭은 3.6~8.6cm, 변재율은 64~94%, 심재지름은 4 ~ 18 cm 범위에 있으며, 수종별로 변재폭, 심재지름, 변재율은 각각 상이하고 수고부위별에 따른 변재폭의 변이는 수고가 높아짐에 따라 점차 감소하는 경향을 나타내고 있으며 시험결과는 Table 2 와 같다. 3. 포푸라재의 수피율은 9.0~15.8 % 범위에 있고, 수종별로 차이가 심하다. 4. 포푸라재의 섬유장은 0.920 ~ 1.1 61 mm, 섬유폭은 24~29${\mu}$, 섬유장과 섬유폭의 비는 37 ~ 43 범위에 있으며 수종별로 각각 상이 하였다. 섬유장과 섬유폭의 변이는 수심에서 수피로 향하여 증대하였으며 또한 섬유장은 수고부위가 높아짐에 따라 감소하였으나 섬유폭은 수고부위에 따라 일정한 경향을 나타내지 않았으며 시험결과는 Fig. 4-1~4-2 와 같다. 포푸라재의 섬유막 두께는 1.6~2.3${\mu}$ 범위에 있으며 수종별로 다소 차이가 있다. 5. 포푸라재의 도관의 직경은 경단방향에서 86 - 120${\mu}$, 촉단방향에서 58-77${\mu}$ 범위에 있으며 시험 결과는 Table3 과 같다. 6. 포푸라재의 생재함수율은 82-129 % 범위에 있으며 심재는 변재보다 함수율이 높고 수고부위별에 따른 생재함수율의 변이는 일반적으로 수고가 높아짐에 따라 점차 감소하는 경향을 나타내고 있으며 시험결과는 Fig. 5-1 과 같다. 7. 포푸라재의 생재비중은 0.64-0.69 기건비중은 0.35 - 0.47, 전건 비중은 0.33 - 0.45. 용적밀도수는 290 - 390 kg/$m^3$ 범위에 있고 수종별로 각각 상이하며 시험결과는 Table 4와 같다. 8. 포푸라재의 전수축율은 촉단방향에서 7.15-8.81%, 경단방향에서 2.49 - 3.46 %, 섬유방향에서 0.25 - 0.49 %이였고 기건수축율은 촉단방향에서 0.19 - 0.28 %, 경단방향에서 0.06 - 0.12 %, 섬유방향에서 0.02 %로 수종별로 상이하며 비중이 큰 수종일수록 크고 촉단과 경단과의 수축율의 비는 2.17 - 3.04 였으며 시험결과는 Table 4 와 같다. 9. 포푸라재의 흡수량은 경단면에서 0.06 - 0.08g/$cm^2$, 촉단면에서 0.07-0.11g/$cm^2$, 횡단면이 0.31 - 0.49 g/$cm^2$로 방향별 흡수량은 횡단면이 가장 크고 경단면이 가장 적다. 흡습성은 경단면이 0.009 - 0.012g/$cm^2$, 촉단면이 0.010 - 0.014g/$cm^2$, 횡단면이 0.027 - 0.037g/$cm^2$로 방향별로는 횡단면, 촉단면, 경단면 순이고 수종별 흡수량과 흡습성은 상이하며 시험결과는 Table 5 와 같다. 10. 포푸라재의 종압축강도는 298 - 490 kg/$cm^2$, 횡압축 강도는 34 - 70 kg/$cm^2$, 부분압축강도는 62 - 102 kg/$cm^2$로 수종별로 차이가 있으며, 비중이 큰 수종일수록 증가하는 경향을 나타내었으며, 시험결과는 Table 6 과 같다. 11. 포푸라재의 종인장 강도는 532-1180kg/$cm^2$로 수종간에 차이가 대단히 컸고, 비중이 클수록 종인장 강도가 증가하며 힘 인장 강도는 34 - 55 kg/$cm^2$ 범위에 있고 시 험결과는 Table 7과 같다. 12. 포푸라재의 전단강도는 경단방향이 76-100kg/$cm^2$, 촉단방향이 90-129kg/$cm^2$ 범위에 있고 일반적으로 비중이 큰 수종일수록 증가 하였으며 촉단방향이 경단방향보다 컸다. 시험결과는 Table 8과 같다. 13. 포푸라재의 휨강도는 604 - 959 kg/$cm^2$의 범위에 있으며 수증별로 차이가 심하였으며 일반적으로 비중이 큰 수종일수록 휨강도는 컸다. 시험성적은 Table 9와 같다. 14. 포푸라재의 할열강도는 경단방향이 17-23kg/cm, 촉단방향이 13-25 kg/cm의 범위에 있고, 수종간의 할열강도는 별 차이가 없으며 방향별로는 촉단방향이 경단방향보다 컸으며 시험성적은 Table 10과 같다. 15. 포푸라재의 충격흡수에너지는 10.33-0.67 kg/$cm^2$의 범위에 있고 수종간에 충격흡수에너지의 차이는 대단히 컸고 비중이 큰 수종일수록 컸으며 시험성적은 Table 11과 같다. 16. 포푸라재의 못인발 저항은 경단방향이 11-30 kg/cm, 촉단방향이 13-27 kg/cm, 횡단방향이 9-14 kg/cm로 수종간에는 큰 차이 가 없었는데 단면별로는 촉단면이 가장 크고 경단면, 횡단면 순으로 일반적으로 비중이 큰 수종일수록 못인발 저항은 컸다. 시험 성적은 Table 12 와 같다.

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차량 충돌하중을 받는 RC 압축부재의 성능기반형 저항성능 평가방법 개발 (Development of Performance Based Resistance Capacity Evaluation Method for RC Compression Member under Vehicle Impact Load)

  • 김장호;이나현;판덕헝;김성배;이강원
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.535-546
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    • 2010
  • 최근 교량구조물의 증가와 더불어 차량 및 선박과 시설물 간의 충돌사고가 발생할 확률이 높아지고 있다. 특히 교량을 구성하는 상부구조와 하부구조 중에서 충돌에 의한 영향은 주로 교각 등의 하부구조가 받을 가능성이 크다. 교각에 차량 혹은 선박이 충돌하게 되면 교량 하부구조에 국부적인 손상을 유발하게 되며, 충돌사고는 훨씬 더 순간적이고 강한 물리적인 질량의 충돌을 동반할 수 있으며, 극단적인 경우 상부구조의 붕괴까지 유발할 수 있다. 그러므로 이 연구에서는 콘크리트 구조물인 교량의 교각과 같은 압축부재에 대한 설계 시 차량 등에 의한 충돌을 고려하고, 차량 충돌하중에 의한 손상지수를 정량적으로 평가하기 위해서 기존의 설계방법을 개선하고 새로운 구조물의 저항성능 평가방법을 정립하기 위하여 동적유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 이용하여 교각단면, 차량의 충돌각에 따른 충격도, 축력 및 축력비, 콘크리트 강도, 주철근비와 횡방향 철근, 세장비 등을 변화시켜 케이스별 해석을 수행하였다. 이 연구 결과를 통해 콘크리트 구조물의 거동해석 및 설계기법을 Bayesian 통계방법을 이용한 만족도 곡선을 통해 충격하중을 받을 시의 성능 기반형 저항성능 평가방법을 개발하였으며, 이는 실제 충격하중에 의한 구조물의 방호성능 및 설계 시에 적절하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

종방향 압축력을 받는 선체판부재의 횡압력 영향에 관한 연구 (A Study on the Lateral Pressure Effect under Axial Compressive Load of Ship Platings)

  • 박주신;고재용;이준교
    • 한국항해항만학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.515-522
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    • 2005
  • 선체를 구성하는 판부재는 일반적으로 면내하중과 횡하중의 조합하중이 작용하게 된다. 면내하중으로서는 주로 전체적인 선체거더의 휨과 비틀림에 의한 압축하중 및 전단하중이 있다. 횡하중은 수압과 화물압력에 의해서 작용하게 된다. 이러한 하중의 요소들은 항상 동시에 작용하는 것이 아니지만 한 개 이상의 하중이 존재하고 상호작용하게 된다. 그러므로, 좀더 합리적이고 안정적인 선박구조의 설계를 위해서는 이러한 조합하중이 선체판에 작응할 경우에 발생하게 되는 좌굴 및 최종강도거동의 상호관계를 좀더 자세히 분석할 필요가 있다. 실제로 선체판은 슬래밍과 팬팅과 같은 충격하중을 제외하고는 상대적으로 적은 수압이 작용하게 된다. 본 연구논문에서는 조합하중을 받는 선체판부재의 거동에 있어서 최종한계상태설계법에 기반을 둔 탄소성대변형 유한요소해석을 수행하였다. 본 연구에서는 압축하중과 횡하중이 판부재에 작용하였을 경우 횡하중의 크기에 따른 영향을 탄소성대변형 유한요소해석(ANSYS)을 수행하여 분석하였다.