• 제목/요약/키워드: Instrumented indentation technique

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계장화 압입시험법을 이용한 구조물 용접부의 잔류응력 평가 (Residual stress evaluation of weldment in structures using instrumented indentation technique)

  • 이정석;최열;김광호;유근봉;권동일
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2005년도 춘계학술발표대회 개요집
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    • pp.288-290
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    • 2005
  • Apparent mechanical properties in structural components can be different from the initially designed values due to the formation of the residual stress in metal forming and welding. Therefore, the evaluation of residual stress has great importance in the reliability diagnosis of structural components. A nondestructive continuous indentation technique has been proposed to evaluate various strength concerning mechanical properties from the analysis of load-depth curve. In this study, quantitative residual stress estimation on API X65 welded joints for natural gas pipeline was performed by analyzing the variation of indentation loading curve by residual stress through a new proposed theoretical model.

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CNG 차량 폭발의 용기 손상 평가에 관한 법공학적 연구 (Forensic Engineering Study on Assessment of Damage to Pressure Vessel Because of CNG Vehicle Explosion)

  • 김의수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권4호
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    • pp.439-445
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    • 2011
  • 대기오염 등 환경에 대한 관심이 높아지면서 경유차 배출 가스 저감을 위한 최적의 대안으로 최근 세계적으로 천연가스차량의 보급이 크게 확대되고 있는 추세이다. 이러한 추세에도 불구하고 그 안전성에 대해서는 많은 논란을 불러 일으키고 있으며 최근 그 이용에 따른 안전사고 또한 빈번하게 발생하고 있다. 천연가스버스 압력용기 파열 사고는 대중들이 많이 이용한다는 점에서 대형참사로 이어질 수 있는 잠재력을 가지고 있어 그 심각성은 매우 크다고 할 수 있다. 이에 법공학적인 측면에서 좀 더 전문화되고 체계적인 사고조사와 원인 규명을 통해서 사전에 예방대책을 마련함으로써 유사 및 동종재해의 발생을 최소화해야 한다. 본 연구에서는 구조해석을 통한 용기의 설계 검증과 용기의 파손형태 검사 및 재료 물성평가 등을 통해 용기파손에 의한 CNG 차량 폭발 사고에 관한 정확한 사고 원인을 규명함으로써 동일 형태의 차량 안전사고 예방에 기여하고자 한다.

용접물성치를 고려한 핵연료 지지격자체 횡방향 충격강도 (Lateral Crush Strength of Nuclear Fuel Spacer Grid Considering Weld Properties)

  • 송기남;이상훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권12호
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    • pp.1663-1668
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    • 2012
  • 가압경수로 핵연료의 구조부품인 지지격자체는 홈이 있는 격자 스트랩들을 끼우고, 끼워진 교차부위를 용접한 구조물이다. 원자로 비정상 운전중에 원자로의 긴급정지가 가능하도록 하기 위해 지지격 자체는 충분한 횡방향 충격강도를 갖도록 설계되어야 한다. 지지격자체의 횡방향 충격강도 해석에 대한 예전의 연구는 모재의 물성치만을 사용하여 수행되었다. 본 연구에서는 지지격자체 용접부에 모재 물성치를 사용하는 대신 용접물성치를 사용할 경우에 지지격자체 횡방향 충격강도에 미치는 영향을 조사하였다. 계장형 압입시험법으로부터 얻은 용접물성치를 용접부에 적용한 해석을 수행하였고, 그 해석 결과를 예전 연구결과와 비교하였다.

고소작업차 부품 손상 평가에 관한 법공학적 연구 (Forensic Engineering Study on Assessment of Damage to Aerial Lifter Parts)

  • 김의수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권11호
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    • pp.1727-1732
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    • 2010
  • 고소작업차는 최근 건물이 초고층화됨에 따라 그 필요성이 더욱 커지고 있으나 그 이용에 따른 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 고소작업차 붐대 및 유압기기를 구성하는 부품 손상은 탑승인원이 많은 경우 다수의 피해자가 추락으로 인해 사망에 이를 수 있다는 점에서 큰 문제를 안고 있으며 또한 유사 사고가 다시 발생할 수 있는 점이 내재되어 있어 그 심각성은 매우 크다고 할 수 있다. 이에 법공학적인 측면에서 좀 더 전문화되고 체계적인 사고조사와 원인 규명을 통해서 사전에 예방대책을 마련함으로써 유사 및 동종재해의 발생을 최소화해야 한다. 본 연구에서는 파단면 검사를 통한 부품 파손형태 검사 및 재료 물성평가 등을 통해 기계부품 파손에 의한 추락 사고에 관한 정확한 사고 원인을 규명함으로써 동일 형태의 안전사고 예방에 기여하고자 한다.

차량 화재의 기계 부품 손상 평가에 관한 법공학적 연구 (Forensic Engineering Study on Damage Assessment of the Damage to the Internal Parts of a Vehicle Involved in a Fire Accident)

  • 김의수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권3호
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    • pp.255-261
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    • 2010
  • 차량화재는 엔진과열, 이상연료 주입, 냉각수 부재 등 다양한 원인에 의해 발생할 수 있고 발생 후 연소시간이 매우 짧아 전소 후에야 소화되는 특징을 가진다. 이러한 차량화재는 인명손실보다는 화재확대로 인해 발생장소에 따라 큰 물적 피해를 가져올 수 있어 정확한 원인규명이 이루어져야 책임소재에 관한 분쟁 및 제조사 품질 등의 문제를 해결할 수 있다. 특히 기계부품 파손으로 차량화재가 발생한 경우는 제조사의 생산품 전반에 걸친 품질 및 차량 안전성 문제와 관련이 있으므로 유사 사고가 다시 발생할 수 있는 점이 내재되어 있어 그 심각성은 매우 크다고 할 수 있다. 본 연구에서는 차량 부품의 파손형태 검사 및 재료 물성평가 등을 통해 부품파손에 의한 차량화재 사고에 대한 정확한 원인을 규명함으로써 동일 형태의 차량 안전사고 예방에 기여하고자 한다.

원전 구조물의 가동 중 건전성 평가를 위한 연속압입시험법의 활용에 관한 연구 (A Study on Utilizing Instrumented Indentation Technique for Evaluating In-field Integrity of Nuclear Structures)

  • 송원석;김승규;안희준;김광호;권동일
    • 비파괴검사학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.165-172
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    • 2013
  • 발전설비 구조물은 기대 수명동안의 안전성을 확보하기 위하여 정해진 규격에 부합하도록 설계하여 건설된다. 하지만 가동 중 다양한 복합 환경에 노출됨에 따라 구조물을 이루고 있는 재료의 열화 현상이 가속화 되어 예상하지 못한 파손이 발생할 수 있기 때문에, 용접부와 같은 구조물의 취약부에 대하여 기계적 물성을 정확하게 측정하는 기술은 안전과 직결되는 필수적인 연구 분야이다. 인장시험 등의 기존의 역학물성 측정 시험법들은 특정 크기의 시편을 요구하고 파괴적인 시험이기 때문에 가동 중 구조물에 적용하는 것이 불가능하였다. 이러한 한계점을 극복하고자 비파괴적이고 간편한 방법으로 다양한 역학물성 평가가 가능한 연속압입시험법이 각광받는 시험법으로서 연구되고 있다. 본 연구에서는 연속압입시험에서 압입자 하부에 발생하는 응력장 해석을 기반으로 하여 인장물성 및 잔류응력을 평가할 수 있는 최신 기법을 소개한다. 또한, 원전 구조물의 취약부로 알려진 용접부에 대하여 실험을 수행하여 산업상에서 연속압입시험이 건전성 평가에 유용하게 적용할 수 있음을 확인하였다.

응력상태의 비정질 표면에 형성된 압입흔적 회복인자를 이용한 잔류응력 분석 (Analysis of Residual Stress through a Recovery Factor of Remnant Indents Formed on Artificially Stressed Metallic Glass Surfaces)

  • 이윤희;유하영;백운봉;남승훈
    • 대한금속재료학회지
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    • 제48권3호
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    • pp.203-209
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    • 2010
  • An application of the instrumented indentation technique has been expanded from the measurements of hardness and elastic modulus to the analysis of residual stress. A slope of the indentation loading curve increases (or decreases) according to compressive (or tensile) residual stress. A theoretical equation has been established for quantifying residual stress from the slope change. However, a precise observation of the remnant indents is indispensible because the theoretical approach needs actual contact information. In addition, the conventional hardness test is still used for predicting the residual stress distribution of welded joints. Thus, we observed the three-dimensional morphologies of the remnant indents formed on artificial stress states and analyzed stress effects on morphological recovery of the indents. First, a depth recovery ratio, which has been regarded as a sensitive stress indicator, did not show a clear dependency with the residual stress. Thus an analysis on volumetric recovery was tried in this study and yielded a inverse proportional behavior with the residual stress. In addition, an elastic to plastic volume recovery ratio showed more significant correlation with the residual stress.

원자로 입출구 노즐 Alloy 82/182 이종금속 용접부 Weld Inlay 적용 후 초음파나노표면개질이 잔류응력 완화에 미치는 영향 (The effect of ultrasonic nano crystal surface modification for mitigation of the residual stress after weld inlay on the alloy 82/182 dissimilar metal welds of reactor vessel in/outlet nozzles)

  • 조홍석;박익근;정광운
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제33권2호
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    • pp.40-46
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    • 2015
  • This study was performed to investigate the effect of ultrasonic nano crystal surface modification (UNSM) on residual stress mitigation after Weld Inlay repair for butt dissimilar metal weld with Alloy 82/182 in reactor vessel In/Outlet nozzle. As-welded and Weld Inlay specimens were made in accordance with design standard of ASME Code Case N-766, and two planes of their weld specimens were peened by the optimum UNSM process condition. Peening characteristics for weld specimens after UNSM treatment were evaluated by surface roughness and Vickers hardness test. And, residual stress for weld specimens developed from before and after UNSM treatment was measured and evaluated by instrumented indentation technique. Consequently, it was revealed that the mitigation of residual stress in weld metal after Weld Inlay repair of reactor vessel In/Outlet nozzle could be possible through UNSM treatment.

발전 설비의 가동 중 신뢰성 평가를 위한 연속압입시험법의 활용

  • 송원석;강승균;김영천;권동일
    • 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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    • 한국신뢰성학회 2011년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.125-130
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    • 2011
  • 발전 설비는 기대 수명동안의 안정성을 확보하기 위하여 해당 규격에 부합하도록 설계하여 건설된다. 하지만 가동 중 다양한 복합 환경에 노출됨에 따라 구조물을 이루고 있는 재료의 열화 현상이 가속화되어 예기치 못한 파손이 발생할 수 있다. 기계적 물성은 재료의 기계적 거동을 나타내는 주요 척도가 되며 이는 신뢰성 및 안전과 직결된다. 하지만 기존의 역학물성을 측정하는 대부분의 시험법들은 특정 크기의 시편을 요구하고 파괴적인 시험법이기 때문에 가동 중 시설물에 적용하기가 불가능하였다. 이러한 한계점을 극복하고자 비파괴적이고 정량적인 시험이 가능한 연속압입시험법이 최근 각광받는 시험법으로서 많은 연구자들에 의해 연구되고 있다. 이 시험법은 시험 대상물의 형상에 제약을 받지 않으며 시험 절차가 매우 간단하다는 장점을 가진다. 또한 대상의 국소 부위에 시험할 수 있어 취약 부위 판별이 가능하다. 본 연구에서는 대표응력-대표변형률 기법을 통하여 인장물성을 평가하고, 압입 하중 차이를 이용하여 소재에 존재하는 잔류응력을 평가하는 기법을 소개한다. 또한, 연속압입시험을 이용하여 실제 발전소 파이프의 취약부위로 알려진 용접부에 대하여 인장물성 및 잔류응력을 측정함으로써 실제 산업체의 신뢰성 평가가 적용할 수 있음을 확인하였다.

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