For assessing residual lift of the steam pipe in fossil power plants, inspections and analysis are usually focused on the critical locations such as butt welds, elbows, Y-piece and T-piece of the steam pipes. In predicting the residual life of T-piece, determination of local stress near welds considering system load as well as internal pressure is not a simple problem. In this study, stress analysis of a T-piece pipe was conducted using a three-dimensional model which represents the T-piece of a domestic fossil power station. Elastic and elastic-creep analysis showed the maximum stress level and its location. Residual creep rupture life was also calculated using the stress analysis results. It was argued that the calculated life is reasonably same as the measured one. The stress analysis results also support life prediction methodology based on in-field replication technique.
Estimation of the CANDU pressure tube deflection is important since the deflection may cause significant structural failure due to hydrogen diffusion and blister. However, there is no appropriate engineering model to estimate it exactly. The purpose of this paper is to propose a new analysis method and program to resolve this issue. For development of proper analysis method, a series of finite element analyses has been carried under elastic-creep condition. In addition, for effective estimation of the creep deflection, an analysis program named PC-DAS was developed based on the proposed method. Comparison of simple case study results with corresponding reference ones showed good agreement. Therefore, the proposed method and program can be utilized as one of valuable toolkit for integrity assessment of CANDU pressure tube.
Abdulrazeg, A.A.;Noorzaei, J.;Mohammed, T.A.;Jaafar, M.S.
Structural Engineering and Mechanics
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v.47
no.1
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pp.1-25
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2013
A combined thermal and mechanical action in roller compacted concrete (RCC) dam analysis is carried out using a three-dimensional finite element method. In this work a numerical procedure for the simulation of construction process and service life of RCC dams is presented. It takes into account the more relevant features of the behavior of concrete such as hydration, ageing and creep. A viscoelastic model, including ageing effects and thermal dependent properties is adopted for the concrete. The different isothermal temperature influence on creep and elastic modulus is taken into account by the maturity concept, and the influence of the change of temperature on creep is considered by introducing a transient thermal creep term. Crack index is used to assess the risk of occurrence of crack either at short or long term. This study demonstrates that, the increase of the elastic modulus has been accelerated due to the high temperature of hydration at the initial stage, and consequently stresses are increased.
Soil structures which are constructed over the soft ground settle continuously by the self-weight of embankment for a long time. It is because of timetependent behaviours . consolidation and creep occurring simultaneously. This paper tries to determine the required parameters for analysis of the creep behaviour in marine clays and studied the effect of the confining stress and stress level on the creep parameters . As a result, it presents an equation for the determination of creep parameters according to stress level considering that elastic modulus El and creep parameter f are found to be affected by the applied stress level.
The creep behaviors of 1%Cr-Mo-V and 12%Cr steam turbine rotor steels under static or cyclic load were examined at 600 and $700^{\circ}C$. The relationship between these two kinds of phenomena was studied and the experimental results were summarized as follows: 1) It is confirmed that the cyclic creep strain dependent on time is more available for creep, behavior analysis according to frequency change than that dependent on number of cycles, and the static creep, the special case of cyclic creep with stress ratio of 1 can be also more effectively analyzed by time-dependence. 2) The steady cyclic creep rate vs. the steady static creep rate, increases according to the increase of stress ratio, and this phenomena may occur on occasion of the decrease of the internal stress. 3) The initial strain affects on all the creep properties of the transient region, the steady state region and the rupture time in cyclic creep as well as static creep, and the quantitative relationships among them exist.
Mirzaei, Manouchehr Mohammad Hosseini;Arefi, Mohammad;Loghman, Abbas
Steel and Composite Structures
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v.33
no.3
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pp.463-472
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2019
Initial thermo-elastic and steady state creep deformation of a rotating functionally graded simple blade is studied using first-order shear deformation theory. A variable thickness model for cantilever beam has been considered. The blade geometry and loading are defined as functions of length so that one can define his own blade profile and loading using any arbitrary function. The blade is subjected to a transverse distributed load, an inertia body force due to rotation and a distributed temperature field due to a thermal gradient between the tip and the root. All mechanical and thermal properties except Poisson's ratio are assumed to be longitudinally variable based on the volume fraction of reinforcement. The creep behaviour is modelled by Norton's law. Considering creep strains in stress strain relation, Prandtl-Reuss relations, Norton' law and effective stress relation differential equation in term of effective creep strain is established. This differential equation is solved numerically. By effective creep strain, steady state stresses and deflections are obtained. It is concluded that reinforcement particle size and form of distribution of reinforcement has significant effect on the steady state creep behavior of the blade.
Applying the method calculating creep of Concrete Filled steel Tube (CFT) members based on the Elastic Continuation and Plastic Flow theory for concrete creep with the finite element method, the paper develops a new numerical method for the creep of CFT arch bridges considering effects of bending moment. It is shown that the method is feasible and reasonable through comparing the predicted stresses and deflection caused by the creep with the results obtained by the method of Gu et al. (2001) based on ACI209R model and experimental data of an actual CFT arch bridge. Furthermore, nine CFT arch bridges with different types are calculated and analyzed with and without the effects of bending moment. As a result, the bending moment has considerable influences on long-term deformations and internal forces of CFT arch bridges, especially when the section of arch rib is subjected to a large bending moment.
Soil disturbance induced by installation of mandrel driven vertical drains decreases the in situ horizontal hydraulic conductivity of the soil in the vicinity of the drains, decelerating the consolidation rate. According to available literature, several different profiles for the hydraulic conductivity variation with the radial distance from the vertical drain, influencing the excess pore water pressure dissipation rate, have been identified. In addition, it is well known that the visco-plastic properties of the soil also influence the excess pore water pressure dissipation rate and consequently the settlement rate. In this study, a numerical solution adopting an elastic visco-plastic model with nonlinear creep function incorporated in the consolidation equations has been developed to investigate the effects of disturbed zone properties on the time dependent behaviour of soft soil deposits improved with vertical drains and preloading. The employed elastic visco-plastic model is based on the framework of the modified Cam-Clay model capturing soil creep during excess pore water pressure dissipation. Besides, nonlinear variations of creep coefficient with stress and time and permeability variations during the consolidation process are considered. The predicted results have been compared with V$\ddot{a}$sby test fill measurements. According to the results, different variations of the hydraulic conductivity profile in the disturbed zone result in varying excess pore water pressure dissipation rate and consequently varying the effective vertical stresses in the soil profile. Thus, the creep coefficient and the creep strain limit are notably influenced resulting in significant changes in the predicted settlement rate.
In this paper the time-dependent creep analysis of a thick-walled FG cylinder with finite length subjected to axisymmetric mechanical and thermal loads are presented. First order shear deformation theory (FSDT) is used for description of displacement components. Inner and outer temperatures and outer pressure are considered as thermo-mechanical loadings. Both thermal and mechanical loadings are assumed variable along the axial direction using the sinusoidal distribution. To find temperature distribution, two dimensional heat transfer equation is solved using the required boundary conditions. The energy method and Euler equations are employed to reach final governing equations of the cylinder. After determination of elastic stresses and strains, the creep analysis can be performed based on the Yang method. The results of this research indicate that the boundaries have important effects on the responses of the cylinder. The effect of important parameters of this analysis such as variable loading, non-homogeneous index of functionally graded materials and time of creep is studied on the behaviors of the cylinder.
In this study, analysis of creep-fatigue behavior of low alloy steel weld was performed. An interface was employed along the crack plane to simulate the interface between base metal and weld metal. A trapezoidal waveshapes was loaded cyclically and analysis result was compared with that of monotonic load. The material was assumed as elastic-plastic-secondary creeping material. Because the isotropic hardening plasticity model used in the last study cannot simulate the behavior of material under cyclic load, the linear kinematic hardening plasticity model was used. The behavior of strain field and $C_{t}$ parameter was obtained.d.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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