• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.268-273
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• 2001

Fossil power plants operated in high temperature condition are composed of components such as turbine, boiler, and piping system. Among these components, turbine blades made with 12%Cr steel operate at a temperature above $500^{\circ}C$. Due to the long term service, turbine blades experience material degradation manifested by change in mechanical and microstructural properties. The need to make life assessment and to evaluate material degradation of turbine blade is strongly required but in reality, there is a lack of knowledge in defining failure mechanism and fundamental data for this component. Therefore, in making life assessment of turbine blade, evaluation of material degradation must be a priority. For this purpose, evaluation of toughness degradation is very important. The major cause of toughness degradation in 12Cr turbine blade is reported to be critical corrosion pitting induced by segregation of impurity elements(P etc.), coarsening of carbide, and corrosion, but the of materials for in-service application. In this study, the purpose of research is focused on evaluating toughness degradation with respect to operation time for 12%Cr steel turbine blade under high temperature steam environment and quantitatively detecting the degradation properties which is the cause of toughness degradation by means of non-destructive method, electrochemical polarization.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권10호
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• pp.61-68
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• 2001

Turbine blade in nuclear plant is subject to cyclic bending fatigue by high steam pressure. Especially, fatigue fracture is caused by low stress below yielding stress. Photograph by SEM doesn't have striation but photograph by AFM has striation on the fatigue fractured surface of 12% Cr steel used in turbine blade. Surface roughness $R_q$ has the linear relation with respect to stress intensity factor range ΔK and is increased linearly according to load amplitude $\textit{\Delta}P$. In this study loading condition applied to turbine blade is predicted by the relation between the gradient of $R_q$ to $\textit{\Delta}K$ and load amplitude $\textit{\Delta}P$.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권7호
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• pp.713-720
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• 2015

저압터빈 최종단 블레이드는 발전설비의 대용량화에 따라 대형화 되고 있으며, 터빈을 구성하는 모든 블레이드 중 상대적으로 그 크기가 가장 크다. 그 결과 블레이드는 매우 높은 원심력과 낮은 고유 진동수 특성을 가지며 그에 따른 각종 손상이 발생하게 된다. 최근 국내에서 가동연수 증가와 잦은 기동정지에 따른 저압터빈 최종단 블레이드의 손상이 자주 보고되고 있어, 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 원심력에 의한 응력해석, 응력경화효과에 따른 고유진동수 해석 및 조화응답해석을 수행 하였다. 그 결과 예측된 블레이드의 에어포일 선단부 최대 피로응력의 위치와 실제 균열의 발생위치가 일치함으로써 피로손상에 의한 결과임을 확인하였고, 노치에 의한 등가피로한도가 노치피로한도에 접근하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.262-267
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• 2001

In this study, the Reliability of degraded steam turbine blade was evaluated using the limited fatigue data. The statistical estimation of limited fatigue data implies that some unknown uncertainties which may be involved in fatigue reliability analysis. Therefore, an appropriate distribution in the fatigue strength was determined by the characteristic distribution - linear correlation coefficient, fatigue physics, error parameter. 3-parameter Weibull distribution is the most appropriate distribution to assume for infinite region. The load applied on the blade is mainly tensile. The maximum Von-Mises stress is 219.4 MPa at the steady state service condition. The failure probability($F_p$) derived from the strength-stress interference model using Monte carlo simulation under variable service condition is 0.25% at the 99.99% confidence level.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권4호
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• pp.275-283
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• 2013

본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용한 복합재 로터 블레이드 단면 구조 최적설계방법에 대한 연구를 수행하였다. 반복적인 최적설계 계산을 위해 자동격자생성 프로그램을 개발하였으며, VABS를 이용해 로터 블레이드 단면에 대한 응력해석을 수행하였다. 로터 블레이드 최소질량을 목적함수로 정의하였으며, 응력 파손지수와 단면 질량중심 그리고 단위 길이 당 블레이드 최소질량을 구속조건으로 설정하였다. 최종적으로 본 논문의 복합재 로터 블레이드 단면 구조 최적설계방법을 통해서 스킨 적층각 및 스킨 두께 그리고 토션박스 두께, 토션박스 위치, 토션박스 폭과 같은 블레이드 단면 설계변수들이 결정되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권4호
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• pp.373-378
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• 2012

본 논문에서는 공통원인고장을 고려하여 증기터빈 비산확률을 평가하였다. 이 과정에서 저속 및 고속에서 터빈 비산물 발생 경로를 제시하고, 고장수목을 활용하여 비산물 발생빈도를 구하였다. 공통원인고 장을 고려하기 위해서 Alpha Factor 방법론을 사용하였다. 순차 및 비순차 시험에 대해서 각각의 빈도를 비교분석 하였으며, 불확실성을 평가하였다. (1) 고속회전에 의한 연성파괴로 발생하는 터빈비산물 방출빈도는 8.005E-7/year로 평가되었다. (2) 만약, 공통원인고장이 고려되면, 시험방식에 따라 11% 및 33%의 방출빈도 증가를 확인하였다. (3) 사용된 CCF 변수의 불확실성을 고려하면, 터빈방출빈도는 90%의 신뢰도 기준 9.35E-7에서 1.13E-6 사이에 존재함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권12호
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• pp.1153-1157
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• 2013

증기터빈의 터빈 블레이드는 발전소 핵심설비 중 하나로, 로터의 디스크에 결합되어 회전함으로 써 증기 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜주는 역할을 하고 있다. 최근 터빈의 잦은 기동정지로 인해 블레이드 회전에 따른 원심하중이 반복적 작용하고 이에 따른 저압 증기터빈 최종단 블레이드의 손상이 자주 보고되고 있다. 본 논문에서는 터빈 블레이드에 발생되는 손상을 분석하여 블레이드에 발생되는 저주기 피로수명을 평가하였다. 증기터빈 최종단 블레이드의 균열발생 수명을 결정하기 위해 유한요소법으로 계산한 탄성응력에 Neuber's rule을 적용하여 진변형율 진폭을 계산하였으며, 예측된 수명과 블레이드 실제 기동정지횟수가 잘 일치됨을 보였다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.8-14
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• 2013

Steam turbine blades and discs of nuclear power plants are one of the most highly stressed areas of turbine rotor, and periodic inspection of the blade roots is essential for monitoring integrity and preventing turbine failure. Ultrasonic technique is applied for volumetric inspection of blade root. However, the complexity of blade root geometry imposes challenges to inspection of blades and discs. Recently, phased array ultrasonic inspection technology is being applied to numerous power generation inspection applications including turbine rotor. The phased array ultrasonic technique requires customized inspection wedges which are generally necessary to generate effectively higher incident angle. But the usage of this wedge can cause access limitation for the lower stage blades of turbine because of the wedge front length. Therefore, the shear wave phased array probe which can generate high inspection angle without wedge is essentially necessary. In this study, feasibility study is conducted for the shear wave phased array ultrasonic probe application to blade and disc inspection. As results, the experimental results show that the shear wave phased array probe can detect the flaw and measure its size with reliable accuracy. Therefore if this shear wave phased array probe is applied to field inspection of blade and disc, more reliable inspection is expected for turbine having access limitation.

• 대한골관절종양학회지
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• 제11권2호
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• pp.175-182
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• 2005

목적: 대퇴골에서 골 종양은 주로 근위 전자부와 원위 간단부에 발생한다. 그러나 대퇴골은 체중부하와 연관하여 종양의 크기에 따라서는 병적 골절을 유발하게 된다. 그러므로 종양제거후 대퇴골의 해부학적 특성을 고려한 angled blade plate로 보완해 준다면 생역학적 측면에서 그 예후를 훨씬 개선할 수 있을 것 여겨진다. 대상 및 방법: 1991년 10월부터 2005년 4월까지, 대퇴골에 발생한 골 종양을 제거하고 Blade Plate로 보완해준 환자 16명 17예를 대상으로 하였다. 종양제거 후 11예에서 골 이식으로, 6예에서 골 세멘트로 채워 넣었으며, 모든 예에서 angled blade plate를 사용하여 내고정을 시행하였다. 결과: 평균 추시 기간은 16명 환자(17예)에서 55.5개월 이었다. 시술 후 금속에 관련된 실패는 없었다. 종양의 재발로 인하여 재수술이 4예에서 있었으며 재수술전까지 내고정은 유지되었다. 결론: angled blade plate는 종양수술 후 이식 골의 결합이 이루어질 때까지 그 부위를 골절로부터 보호하며, 골 세멘트를 사용한 경우는 골 세멘트와 골조직과의 취약한 이음새를 골절로부터 보호하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권11호
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• pp.2421-2428
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• 2002

In this study, the failure probability of the degraded LP turbine blade steel was performed using the Monte Carlo simulation to apply variation of applied stress and strength. For this purpose, applied stress under the service condition of steady state was obtained by theoretical stress analysis and the maximum Von-Mises stress was 219MPa. The fatigue strength under rotating-bending load was evaluated by the staircase method. Furthermore, 3-parameter Weibull distribution was found to be most appropriate among assumed distributions when the probabilistic distributions of tensile and fatigue strength were determined by the proposed analysis. The failure probability with various loading conditions was derived from the strength-stress interference model and the characteristic factor of safety was also estimated.