• Earthquakes and Structures
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• 제23권5호
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• pp.431-444
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• 2022

The unique thermomechanical properties of shape memory alloys (SMAs) make it a versatile material for strengthening and repairing structures. In particular, several research studies have already demonstrated the effectiveness of using the heat activated shape memory effect of nickel-titanium (Ni-Ti) based SMAs to actively confine concrete members. Despite the proven effectiveness and wide commercial availability of Ni-Ti SMAs, however, their high cost remains a major obstacle for applications in real structural engineering projects. In this study, the shape memory effect of a new, much more economical iron-based SMA (Fe-SMA) is characterized and the compressive behavior of concrete confined with Fe-SMA strips is investigated. Tests showed the Fe-SMA strips used in this study are capable of developing high levels of recovery stress and can be easily formed into hoops to provide effective active and passive confining pressure to concrete members. Compared to concrete cylinders confined with conventional carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) composites, Fe-SMA confinement yielded significantly higher compressive deformation capacity and residual strength. Overall, the compressive behavior of Fe-SMA confined concrete was comparable to that of Ni-Ti SMA confined concrete. This study clearly shows the potential for Fe-SMA as a robust and cost-effective strengthening solution for concrete structures and opens possibilities for more practical applications.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권11호
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• pp.4338-4347
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• 2022

The CUPID code was developed and is continuously updated in KAERI. Verification and validation (V&V) is mainly done for light water reactors (LWRs). This paper describes a benchmarking of the detailed mesh level compared with sub-channel level for application to pressurized heavy water reactors (PHWRs), even though component scale comparison for the PHWR moderator system was done once before. We completed a sub-channel level comparison between the CUPID code and the ASSERT code and a CUPID code analysis. Because the ASSERT code has already been validated with numerous experiments, benchmarking with the ASSERT code will offer us more trust on the CUPID code. The target channel has high power and thus high pressure deformation. The high power channel tends to have a high possibility of critical heat flux (CHF), because a high void fraction and quality in channel exit region appear. In this research, after determining the reference grid and T/H model, we compared the sub-channel level results of the CUPID code with those of the ASSERT code.

• 소성∙가공
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• 제32권4호
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• pp.180-190
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• 2023

This study deals with residual stress prediction and hardness evaluation within cross ball grooved inner race fabricated by cold upsetting process consisted of upsetting and ejection steps. A raw workpiece material of AISI 5120H (SCr420H) is first spheroidized and annealed, then phosphophyllite coated to form solid lubricant layer on its outer surface. To investigate influences of the heat treatment, uni-axial compression tests and Vickers micro-hardness measurements are conducted. Three-dimensional elasto-plastic FE simulations on the upsetting step and the ejection one are performed to visualize the residual stress and the ductile (plastic deformation) damage. External feature of the fabricated inner race is fully captured by using an optical 3D scanner, and the micro-hardness is measured on internal cross-sections. Consequently, the dimensional compatibility between the simulated inner race and the fabricated one is ensured with a difference of under 0.243mm that satisfied permissible error range of ±0.50mm on the grooved surface, and the predicted residual stress is verified to have similar distribution tendency with the measured Vickers micro-hardness.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.27-35
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• 2023

Pressure tubes are the main components of PHWR core and serve as the pressure boundary of the primary heat transport system. However, because pressure tubes have changed their geometrical dimensions under the severe operating conditions of high temperature, high pressure and neutron irradiation according to the increase of operation time, all dimensional changes should be predicted to ensure that dimensions remain within the allowable design ranges during the operation. Among the deformations, the diameter expansion due to creep leads to the increase of bypass flow which may not contribute to the fuel cooling, the decrease of critical channel power and finally the deration of the power to maintain the operational safety margin. This study is focused on the modeling of the expansion of the pressure tube diameter based on the operating conditions and measured diameter data. The pressure tube diameter expansion was modeled using the neutron flux and temperature distributions of each fuel channel and each fuel bundle as well as the measured diameter data. Although the basic concept of the current modeling approach is simple, the diameter prediction results using the developed methodology showed very good agreement with the real data, compared to the existing methodology.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권6호
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• pp.2141-2152
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• 2024

Tungsten is the most promising plasma facing material for fusion reactors. Rolled W-Y₂(Zr)O₃ bulk material has been successfully produced in this study for future fusion engineering applications. The introduction of Zr is conducive to the refinement of the second phase particles. Nano-sized Y-Zr-O particles are observed in the powder and bulk samples. Related results show that the Y-Zr-O particle dispersion distribution improves the heat load resistance of W-Y₂(Zr)O₃ composite material. For four-point bend experiments in the same sampling direction, the DBTT of W-Y₂(Zr)O₃ composite materials is lower compared to the pure tungsten. For the same material, the DBTT of the material was selected for testing along the RD direction is lower compared to the material was selected for testing along the TD direction. Findings of this study provide suggestions for the subsequent industrial preparation of nanoscale particle-doped tungsten materials.

• Corrosion Science and Technology
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• 제23권4호
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• pp.266-277
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• 2024

Due to its good corrosion and heat resistance with excellent mechanical properties, 304L stainless steel is commonly used in the fabrication of spent nuclear fuel dry storage canisters. However, welds are sensitive to stress corrosion cracking (SCC) due to residual stress generation. Although SCC resistance can be improved by stress relieving the weld and changing the chloride environment, it is difficult to change corrosion environment for certain applications. Stress control in the weld can improve SCC resistance. Ultrasonic shot peening (USP) needs further research as compressive residual stresses and microstructure changes due to plastic deformation may play a role in improving SCC resistance. In this study, 304L stainless steel was welded to generate residual stresses and exposed to a chloride environment after USP treatment to improve SCC properties. Effects of USP on SCC resistance and crack growth of specimens with compressive residual stresses generated more than 1 mm from the surface were studied. In addition, correlations of compressive residual stress, grain size, intergranular corrosion properties, and pitting potential with crack propagation rate were determined and the improvement of SCC properties by USP was analyzed.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.71-84
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• 2003

지중강판 구조물은 강판부재 내에 발생하는 휨모멘트에는 매우 취약하기 때문에 그 주변을 양질의 흙으로 뒷채움하여 주변 흙과의 상호작용에 의하여 상부에 작용하는 하중을 지지한다. 그러나, 구조물 측면을 뒷채움할 때나 최소토피고를 확보하지 못한 상태에서 활하중이 작용할 때에는 강판부재내에 과도한 모멘트가 발생할 수 있다. 현재 설계기준에서는 허용변형량을 제시하여 시공 중에 과도한 변형이 발생하는 것을 방지하고 있으며 Duncan(1979)과 McGrath 등(2001)은 강도해석법을 제안하여 시공 중에 발생하는 모멘트를 강판의 소성강도 이내로 제한하고 있지만, 허용변형량은 경험적으로 규정한 값이고 강도해석에 의한 구조 안정성 검토는 유한요소 해석결과를 바탕으로 제안되었기 때문에 이들에 대하여 실험적 검증이 필요하다. 이 연구에서는 높은 아치형 구조물에 대한 실규모 현장시험을 실시하여 시공 중 거동과 활하중에 대한 하중지지 거동을 분석하였다. 시험결과를 바탕으로 시험시공 구조물의 허용변형량을 '높이의 1.45%' 로 추정할 수 있었는데 이는 설계기준의 허용값인 '높이의 2%' 보다 작은 값이었다. 또한, 계측결과를 Duncan과 McGrath 등이 제안한 강도해석결과와 비교하여 Duncan은 성토하중에 의한 모멘트는 과소평가하고 활하중 모멘트는 과대평가 하지만 McGrath 등은 두 값을 모두 실제와 근접하게 예측함을 알 수 있었다. 그러나, 두 방법에 의한 소성힌지에 대한 안전율은 실제 안전율과 잘 일치하여 두 방법 모두 시공 중에 작용하는 활하중에 대한 구조 안정성을 적절히 평가할 수 있음을 확인하였다.나 길항력(6.4 ㎜)은 남아있었다. 또한 분자량 10kDa 이하의 분획에서는 chitinase 활성은 없으나 길항력(5.2㎜)은 나타내었고, 80℃에서 열처리하여도 길항력(5.0mm)이 남아있어 효소 이외 다른 생리활성물질이 존재함을 확인하였다.rin, (+)-taxifolin 3-O--$\beta$-D-glucopyranoside, (+)-catechin 및 benzoic acid의 함량은 건조 및 처리 온도가 증가할 수록 감소하는 양상을 나타내었다.tier taste and the Doenjang with P. japonica Powder had the least sweet taste. In the flavor and overall Preference, the Doenjang with P. japonica powder was the lowestEX>로 측정되었고, 계사내 지붕의 표면 온도는 최고 $29^{\circ}C$가 측정되었다. 계사 내 표면 온도 및 닭의 표면 온도는 계사내 공기온도의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.ill in a good agreement with those predicted by Rohsenow's formula, which was based on nucleate boiling. For the condenser, the wall temperatures were practically uniform, and the measured values of condensation heat transfer coefficient were 1.7 times

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1101-1107
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• 2014

중이온 입자가속기는 중이온을 radio frequency (RF) 주파수로 가속하는 장치이다. RF 공동부에 인가된 전기장은 입력된 RF 파에 의해 전자기파의 위상에 맞춰 중이온을 연속적으로 가속한다. 이를 위해서는 안정적으로 RF 파를 공동부 내부에 전달할 수 있는 커플러의 형상설계가 요구된다. 중이온 가속기에서의 RF 커플러는 입력부와 RF 주파수의 파를 방출하는 커플러 양 끝단 간의 온도차이가 매우 크다. 이 온도차를 극복하기 위해선 초저온(약 0K)부터 상온 간(약 300K)의 열 변형을 고려한 해석 및 설계기술이 필요하다. 본 연구는 RF 커플러의 구조에 따른 출력 전기장의 세기와 온도 분포, 열 손실과 열 변형을 고려한 내구도 분석을 통해 성능 향상을 위한 방안들을 도출하는 것을 목적으로 하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제24권1호
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• pp.75-85
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• 1992

($\alpha$+$\beta$) 영역에서 급냉된 지르칼로이-4 판재 시편에서 집합조직의 변화와 그 조직이 0.2% 항복강도에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. ($\alpha$+$\beta$) 입자의 크기가 $\alpha$영역에서 소둔된 시편의 입자 크기보다 약간 클 경우 관찰되는 집합조직은 $\alpha$-소둔된 시편의 것 ((0001) 기저폴은 수직 방향에서 방향으로 30$^{\circ}$기울어져 분포)과 비슷하였다. ($\alpha$+$\beta$) 입자 크기가 $\alpha$ -소둔된 시편의 입자 크기보다 2배 정도로 커지면서 기저폴의 최대치는 수직 방향에서 방향 및 압연 방향으로 약 15$^{\circ}$기울어져 분포하여 집합조직은 등방성을 가졌다. 열처리 시간이 길어질수록 Kearns의 집합조직 변수 f는 압연 방향에서 증가하였고 횡 방향에서는 약간 커졌으며 수직방향에서는 계속 감소하였다. 압연 방향의 f가 조금 증가함에 따라 0.2% 항복강도는 크게 증가하였다. 변형 기구에 따른 Schmid인자와 분해전단응력을 구하여 집합조직이 항복강도에 미치는 영향을 조사하였다. 급격한 항복강도의 증가는 주로 미세조직의 변화에 기인하였으며 집합조직이 미치는 영향은 상대적으로 작았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권8호
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• pp.857-863
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• 2012

본 연구에서는 승객의 안전성을 확보하기 위하여 상부 고강도강 SABC1470, 하부 냉간 압연강 SPFH590과 SPFC980으로 경량화를 위하여 레이저 TWB 용접하였다. TWB 이종재료 시험편은 열처리에 의하여 SABC1470 재료에 고강도화 하였다. 수냉까지 대기 시간에 따르는 인장강도와 센터필라와 같은 부정 조건에 의한 고속 굽힘의 변형 거동을 평가하였다. 동일 온도에서 열처리 된 TWB 시험편은 수냉까지 대기 시간에 따라서 인장강도와 굽힘강도가 감소하였다. $850^{\circ}C$에서 열처리한 SABC1470 + SPFH590 TWB 시험편은 추돌에 의해 차체 파손시 파괴거동을 유도하여 승객을 보호할 수 있는 적절한 조건이었다. 사고에 의한 승객의 안전을 고려하면, 센터필라는 상부재로서 SABC1470, 하부재료로 SPFH590을 사용하는 것이 안전하다.