• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권4호
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• pp.1347-1356
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• 2024

Measuring the residual stress in the components in nuclear power plants is crucial to their safety evaluation. The instrumented indentation technique is a minimally invasive approach that can be conveniently used to determine the residual stress in structural materials in service. Because the indentation behavior of a structure with residual stresses is closely related to the elastic-plastic behavior of the indented material, an accurate understanding of the elastic-plastic behavior of the material is essential for evaluation of the residual stresses in the structures. However, due to the analytical problems associated with solving the elastic-plastic behavior, empirical equations with limited applicability have been used. In the present study, the impact of the non-equibiaxial residual stress state on indentation behavior was investigated using finite element analysis. In addition, a new nonequibiaxial residual-stress prediction methodology is proposed using a convolutional neural network, and the performance was validated. A more accurate residual-stress measurement will be possible by applying the proposed residual-stress prediction methodology in the future.

• 한국해양공학회지
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• 제9권1호
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• pp.22-35
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• 1995

A simplified numerical procedure have proposed to trace the dynamic behaviour of offshore tubulars subjected to lateral collision impacts. The local denting and overall bending deformation of the struck tubular are represented by a non-linear spring and an elastic visco-plastic beam respectively. In this method a temporal finite difference method and a spacial finite element method are employed. Using this method various boundary conditions are able to considered and their effects on the extent of damage can be quantified. The extent of damage due to collision can be obtained as results of the dynamic analysis. The predictions using the proposed method have been correlated with existing test results and then the reliability of the procedure has been substantiated. The characteristics of the dynamic response of tubulars under lateral impacts are compared for simply supported roller and fixed end conditions and their effects on the extent of damage are specfied.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.75-86
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• 2019

원자력발전의 최대 걸림돌은 사용 후 핵연료인 고준위폐기물이다. 높은 방사능과 발생하는 열은 사용 후 핵연료의 안전한 처분을 어렵게 하고 있다. 현재 유일한 처리방법은 심지층 처분기술이다. 본 논문은 이와 같은 심지층 처분기술의 핵심기술 중의 하나인 처분용기의 구조안전성 설계문제를 다루고 있다. 특히 처분장에서 처분용기 처분 시 사고로 운송차량에서 추락낙하 하여 지면과 충돌하는 경우 처분용기에 가해지는 충격력에 의하여 처분용기에 발생하는 응력 및 변형에 대한 비선형구조해석을 수행하였다. 해석의 주된 내용은 심지층 처분장에서 운반차량으로 처분용기 운반 중 사고로 추락낙하 하여 지면과의 충돌 시에 처분용기에 가해지는 충격력을 기구동역학해석 상용 컴퓨터코드인 RecurDyn으로 구하고 이 충격력에 의하여 처분용기에 발생하는 응력 및 변형을 유한요소 정적 구조해석 상용 컴퓨터코드인 NISA를 이용하여 구한 것이다. 해석결과는 충돌 충격 시간 중 발생하여 처분용기에 가해지는 충격력에 의하여 처분용기, 특히 처분용기의 위 덮개 혹은 아래 덮개에 큰 응력과 대변형이 발생함을 보여주고 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.305-308
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• 2007

The spacer grid assembly is one of the main structural components of the nuclear fuel assembly of a PWR. The spacer grid assembly supports and aligns the fuel rods, guides the fuel assemblies past each other during handling and, if needed, sustains lateral seismic loads. The ability of the spacer grid assembly to resist the lateral loads is usually characterized in terms of its dynamic and static crush strengths, which are acquired from tests. In this study, a finite element analysis on the dynamic crush strength of spacer grid assembly specimens is carried out and compared with test results.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.735-750
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• 1991

본 연구에서는 적층 복합판의 충격 해석을 위하여 Reddy의 고차 전단 변형 이 론에 기초를 두고, 정적 압입 실험에 의한 접촉 법칙을 고려한 동적 유한 요소 해석 (dynamic finite element analysis)을 행하여 충격 실험에 의한 결과와 1차 전단변형 이론에 의한 해와 비교 검토하므로서, 그 유용성과 우수성을 입증하고, 적층 복합재의 충격 응력 및 응력파 전파 특성에 대하여 연구하고자 한다.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권6호
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• pp.82-87
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• 2012

The purpose of this study is to produce a side impact beam with high tensile steel using a roll forming process. The door side impact beam plays an important roll in a car because it protects passengers from external crash. The roll forming process is a continuous bending process wherein a long metal sheet is bended as it continuously passes several rolls. The characteristic of this study is that an impact beam is produced by a continuous process using a ultra high strength steel without a hardening heat treatment. A model was determined by analysing plasticity of a cross section shape considering high strength. Design parameters of the impact beam was determined by crash-analysing the model. Workpiece products were manufactured by designing dies for roll forming and setting them up in a following process line. Results of a bending test and a FEM analysis was considered and reviewed.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.12-19
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• 2006

It is positively necessary to study on the stiffness of a 13degree-type impact tester in order to improve the fracture prediction of impact testing in wheels using FE(finite-element) analysis. The 13degree-type impact tester consists of an impact striker, a wheel fixer, a steel plate, and four cylindrical rubbers. Important parts of the tester are the steel plate and four cylindrical rubbers which play a role of absorbing impact energy during impact testing. Because of these buffers, the RF(reaction force) variation of the lower part in the 13degree-type impact tester showed the tendency like a damped harmony oscillation during impact testing. In order to investigate the stiffness of a 13degree-type impact tester, this work measured each stiffness of a steel plate and cylindrical rubbers. The stiffness of a cylindrical rubber was measured using a compressive tester. On the other hand, the stiffness of a steel plate was predicted by simulating experimental method using FE analysis.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권6호
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• pp.617-622
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• 2012

구조부재는 정적, 동적 또는 충격과 같은 다양한 하중의 영향을 받고 있다. 결과적으로 이와 같은 하중의 영향이 고려된 재료의 물성치를 획득하기 위해 각 조건에 적합한 실험적 또는 해석적 방법이 수반되어야 한다. 일반적으로 고변형률 속도에서 재료의 기계적 물성을 얻는 방법으로써 홉킨슨 압력봉 시험법(SHPB)이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 SHPB 시험을 통해 충격 하중 조건에서 알루미늄 합금의 압축변형거동을 고찰하였으며, 실험결과와 해석결과를 비교, 분석하였다. 결론적으로 1000 ~ 2000 $s^{-1}$ 영역에서 진응력-진변형률 곡선을 비교하였을 때 실험 결과와 해석 결과가 잘 일치함을 알 수 있었다. 특히, 변형률 속도가 30% 증가함에 따라 최대유동응력은 17%증가, 변형률은 20% 증가함을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제13권4호
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• pp.27-32
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• 2009

본 본문에서는 헬멧의 정상부에 별도로 보강뼈대를 설치하지 않은 경우에 헬멧의 두께를 변수로 헬멧 구조물에 걸리는 응력과 변형거동 특성을 유한요소법으로 해석하였다. 헬멧은 현장 작업자의 안전성과 충격에너지 흡수력을 높일 수 있도록 제작해야 하고, 헬멧을 오랫동안 착용해도 불편함이 없어야 하며, 또한 머리와 목을 보호할 수 있어야 한다. FEM 해석결과에 의하면, 외부의 충격력이 헬멧의 꼭대기에 가해졌을 때 헬멧에 작용하는 최대응력과 최대변형은 하중이 작용하는 지점에서 발생하고, 최대응력은 헬멧모체 구조물의 초기파손을 일으키는 원인으로 작용하는 것으로 나타났다. 헬멧의 두께를 4mm에서 2mm로 줄이면, 충격에너지 흡수율은 급격하게 증가하지만 헬멧에 작용하는 최대응력은 열가소성 소재의 인장강도 54.3MPa을 많이 초과하므로 파손되었다할 수 있다. 따라서 헬멧의 강도안전을 확보하기 위해서는 헬멧의 정상부에 보강뼈대를 설치하는 것이 바람직하고, 헬멧모체 구조물의 두께를 보다 두껍게 설계할 필요가 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권2호
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• pp.185-198
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• 2016

본 논문에서는 통계적인 기법을 기반으로 유한 요소 모델을 개선하기 위해 수행되는 임팩트 해머 실험에서 발생할 수 있는 오차 요인을 분석하고, 오차를 줄일 수 있는 방안을 제시한다. 먼저, 이론 모델과 실험을 통해, 실험 과정과 측정된 신호를 후처리 하는 과정에서 발생할 수 있는 오차 요인을 파악한다. 실험 오차 요인으로 가진력의 지속 시간과 크기, 시편을 지지대와 연결하는 고무줄의 강성과 위치, 응답 신호를 측정하기 위해 시편에 부착하는 가속도계의 위치와 질량을 고려하고, 이에 따른 고유 모드와 고유 주파수의 변화를 살펴본다. 그리고, 디지털 신호 처리 과정에서는 말뚝 울타리 효과, 누설, 지수창 함수 사용에 의한 오차를 살펴보고, 이런 오차를 줄일 수 있는 방법을 제시한다.