• 대한기계학회논문집A
• /
• 제33권8호
• /
• pp.826-831
• /
• 2009

The piping systems in nuclear power plant are composed of various typed pipes such as straight, elbow pipe, branch and reducer etc. The elbow is connected from straight pipe to another pipes in order to establish the complicated piping system. Elbow is one of very important components considering management of wall thinning degradation. It is however applied by various loads such as system pressure, earthquake, postulated break loading and many transient loads, which provoke simply the internal pressure, bending and torsional stress. In this study, firstly pipes in the secondary system of the nuclear power plant are classified as pipe size and type for selecting the investigating range. Next, a large number of finite element analysis considering the all typed dimensions of commercial pipe has been performed to find out the behavior of TES(twice elastic slop) plastic load of elbows, which is based on evaluation of the structural safety factor. Finally performance based structural safety factor was investigated comparing with maximum allowable load by construction code.

• 한국농공학회지
• /
• 제41권6호
• /
• pp.64-74
• /
• 1999

The frequency of earthquake occurrence tends to increase in Korea. Therefore, the stability of pipeline, such as watersupply pipe, gas pipe, and oil pipe etc. across fault zones in Gyoung-sang landmass is very important, expecially , in metropolitan area. There were some examples of the construction of buried pipeline across fault zones in Korea. the interactiion between the buried pipeline across fault zones and the ground is considered. As well, in the interfaces of them, the direct shear numerical analysis model including elasto-plastic joint element is assumed that the retained dilatancy theory in them, otherwise. Also, the other elements are modeled the ground is nonlinear elastic coutinuaus beam, respectively. In this study, the maximum shear force point exist inside retaine zone(anchored zone) during shwar (as fault sliding), and the distribution of pipeline's behavior is all alike them of pipeline buried in ladnsliding grounds. Since the pipeline is not continuous beam but jointed by steel-pipe segments , practically, on acting of a large bending moment or a shear force, then, those are may be unstable. The reaearch on this point may be new approach.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
• /
• pp.29-34
• /
• 2004

Numerical and experimental studies on pipeline laying for intake Deep Ocean Water are carried out. In the numerical study, an implicit finite difference algorithm is employed for three-dimensional pipe equations. Fluid non-linearity and bending stiffness are considered and solved by Newton-Raphson iteration. Seabed is modeled as elastic foundation with linear spring and damper. Top tension and general configuration of pipeline at a depth are predicted. It is found that control for tension to prevent being large curvature of pipeline is needed on th steep seabed and, it should be considered 23.5 ton of tension at a top of pipe on the process of pipeline laying at 400m of water depth The largest top tension of pipe on condition of the beam sea during pipe laying is shown from the experiment. The results of this study can be contributed to the design of pipeline laying for upwelling deep ocean water.

• 한국가스학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.1-8
• /
• 2005

배관은 사용기간 중에 여러 가지 열화에 의해 손상을 받으며, 그 중 감육(두께감소)이 발생하게 되면 심각한 결과를 초래할 수 있다. 따라서, 배관시스템의 보전유지를 위해서는 감육되어진 배관의 강도를 평가하는 것이 중요하다. 어떤 재료가 외부 응력 등에 의해 파괴 혹은 변형된다면 그 특징적인 탄성파가 변형메카니즘에 따라 여러 가지로 다르게 나타날 수 있다. 본 연구에서는 감육을 가지는 배관에서 감육결함의 길이 및 깊이를 다르게 상정하였을 때 나타나는 AE신호들에 대해 Wavelet Transform시스템을 이용하여 평가하였다. 또한,실배관의 굽힘시험을 통하여 기계적인 강도를 평가하였다. 결과로부터, 감육의 깊이비(d/t)의 정도에 따라 주파수 성분을 구별하는 것이 가능하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.35-47
• /
• 2003

내부를 콘크리트로 속채움한 강관합성말뚝에 대한 기존의 하중전이 측정에서는 강관의 변형률만 측정하고 콘크리트의 변형률은 강관과 동일하다고 가정하였으며, 시방서에 규정한 방법으로 구한 강관과 콘크리트의 탄성계수를 이용하여 말뚝구성부재의 응력 및 축하중을 산정하였다. 그러나 강관의 변형률만 측정하여 강관과 콘크리트가 완전합성 거동하는 것으로 산정한 축하중은 실제 하중값과 상당한 차이를 보이고 있어 강관합성말뚝의 거동을 정확히 분석할 수 없었다. 따라서, 강관합성말뚝의 경우 각 구성부재의 변형률을 측정할 필요성이 제기되었다. 본 연구에서는 강관합성말뚝의 구성부재인 강재와 콘크리트의 변형률을 측정하는데 사용할 수 있도록 개발된 변형봉 센서에 대한 검증실험을 수행하였다 변형봉 센서를 사용하여 말뚝축하중을 산정할 경우 콘크리트의 탄성계수는 현장에서 제작한 콘크리트 공시체의 압축강도 시험에서 구하도록 제안하였다. 즉, (0.2∼0.6)f$_ck$의 응력 범위에 해당하는 평균접선기울기를 탄성계수로 사용하도록 제안하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제26권1호
• /
• pp.139-146
• /
• 2002

This paper provides validations of the reference stress based J and $C^{*}$ estimations, proposed in Part I, for inner, circumferential surface cracked pipes under internal pressure and global bending against detailed 3-D elastic-plastic and elastic-creep FE results. For this purpose, actual tensile properties of two typical stainless steels (TP304 and TP316) are used for elastic-plastic FE analyses and two realistic creep laws are used for elastic-creep FE analyses. For a total of twenty cases considered in this paper, agreements between the proposed reference stress based J and $C^{*}$ estimations and the FE results are excellent. More important aspect of the proposed estimations is that they can be used to estimate J and $C^{*}$ not only at the deepest point of the surface crack but also at an arbitrary point along the crack front.front.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.249-263
• /
• 2017

팽창형 강관 록볼트의 설치 전 단면 형상은 ${\Omega}$형이어서, 팽창 중 거동은 기하학적 비선형 특성을 보인다. 기존 팽창형 강관 록볼트의 정착 거동에 관한 연구는 주로 이론적 방법이었다. 하지만 이론적 방법은 팽창형 강관 록볼트의 등방 팽창을 가정하므로, 실제 거동을 지나치게 단순화하였다. 본 연구에서는 강관 팽창 거동의 비선형성과 다양한 영향 특성을 고려한 수치해석을 이용하여, 팽창형 강관 록볼트의 정착 거동을 모사하였다. 본 해석을 통해 강관의 팽창 과정, 접촉응력 분포, 평균 접촉 응력 및 접촉 면적의 변화를 분석하였다. 암반의 탄소성 조건에 따라 강관의 접촉응력이 다르게 나타났는데, 탄성 조건의 암반에 설치된 강관에 비해 탄소성 조건의 암반에 설치된 강관에서 작은 접촉응력이 발생했다. 또한 암반의 강성에 따라 팽창형 강관 록볼트의 정착 거동이 달라졌다. 주어진 해석 조건에서 암반 강성이 0.5 GPa 이하 일 때 강관은 완전히 펴지지만, 암반 강성이 0.5 GPa보다 클 때 완전히 펴지지 않았다. 강관이 완전히 펴진 경우 암반 강성이 증가함에 따라 접촉응력의 크기가 증가했지만, 강관이 완전히 펴지지 않은 경우 암반 강성이 증가함에 따라 접촉응력의 크기가 감소했다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제41권8호
• /
• pp.703-709
• /
• 2017

본 논문에서는 재분배된 크리프 응력을 근사적으로 접근하기 위해 크리프 해석에 비해 비교적 간단한 탄성 및 탄성-소성 해석법을 사용하여 그 결과와 비교하였다. 탄성해석 결과를 이용하여 $M_{\alpha}-tangent$ method의 Primary Stress와 ASME 코드의 $P_L+P_b/K_t$를 구하였고 탄성-소성 해석 결과를 이용하여 R5 코드의 ${\sigma}^R_{ref}$ 를 구하였다. 용접 형상이 있는 십자 모양의 판 형상에 굽힘 하중, 단축인장 및 이축인장이 작용하는 경우와 r/t가 5, 20인 곡관에 굽힘 하중 및 내압이 작용하는 경우 등 여러 형상에 대한 해석을 수행하였다. 요소 민감도 확인을 위해서는 판 형상에 굽힘 하중이 가해 지는 경우 여러 요소 크기에 대한 해석을 수행하였다. 간략 해석 결과는 크리프 응력과 큰 차이를 보이지 않았지만, $M_{\alpha}-tangent$ method의 경우 요소 크기에 민감하고 ASME코드와 R5코드의 결과는 요소 크기에 민감하지 않았다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.173-180
• /
• 2004

This paper presents the effect of varying boundary conditions such as ground subsidence, internal pressure and temperature variation for buried pipelines on failure prediction by using a failure probability model. The first order Taylor series expansion of the limit state function incorporating with von-Mises failure criteria is used in order to estimate the probability of failure mainly associated with three cases of ground subsidence. Using stresses on the buried pipelines, we estimate the probability of pipelines with von-Mises failure criterion. The effects of varying random variables such as pipe diameter, internal pressure, temperature, settlement width, load for unit length of pipelines, material yield stress and pipe thickness on the failure probability of the buried pipelines are systematically studied by using a failure probability model for the pipeline crossing ground subsidence regions which have different soil properties.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
• /
• pp.1778-1782
• /
• 2007

Based on three-dimensional (3-D) FE limit analyses, this paper estimates effect of internal pressure on plastic limit loads for elbows with circumferential through-wall crack under in-plane bending incorporating large geometry change effects. Circumferential through-wall crack in extrados is considered. The FE limit analyses using the large geometry change option provide plastic collapse loads (using the twice-elastic-slope method). For the bending mode, closing bending is considered. Other relevant variables affecting plastic limit loads are systematically varied, related to pipe bend geometry (the mean radius, thickness and bend curvature) and defect geometry (the length of circumferential through-wall crack).