• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권4호
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• pp.838-849
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• 2017

This paper proposes penalty factor equations that take into consideration the weld strength over-match given in the classified form similar to the revised equations presented in the Code Case N-779 via cyclic elastic-plastic finite element analysis. It was found that the $K_e$ analysis data reflecting elastic follow-up can be consolidated by normalizing the primary-plus-secondary stress intensity ranges excluding the nonlinear thermal stress intensity component, $S_n$ to over-match degree of yield strength, $M_F$. For the effect of over-match on $K_n{\times}K_{\nu}$, dispersion of the $K_n{\times}K_{\nu}$ analysis data can be sharply reduced by dividing total stress intensity range, excluding local thermal stresses, $S_{p-lt}$ by $M_F$. Finally, the proposed equations were applied to the weld between the safe end and the piping of a pressurizer surge nozzle in pressurized water reactors in order to calculate a cumulative usage factor. The cumulative usage factor was then compared with those derived by the previous $K_e$ factor equations. The result shows that application of the proposed equations can significantly reduce conservatism of fatigue assessment using the previous $K_e$ factor equations.

• Journal of Welding and Joining
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• 제27권6호
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• pp.80-86
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• 2009

The Cu-bearing PFS-700 steel which has yield strength over 700 MPa was developed to replace the existing submarine structural material, HY-100. The PFS-700 steel has a combination of good mechanical properties and superior weldability. Becaus of that, it can be welded without pre-heating. The application of PFS-700 steel to submarine or battle ship will give a great reduction of cost by omitting pre-heating or lowering pre-heat temperature. To develop pre-heating free welding consumables that match and take advantage of PFS-700 steel, new welding consumables have been designed for the GMAW, SAW processes and explosion bulge test(EBT) was conducted to see the reliability of welded structure. All welds were made without pre-heating, and the inter-pass temperature was below $50^{\circ}C$ for SAW50 and $150^{\circ}C$ for GMAW and SAW150. All EBT specimens show over 14% thickness reduction without through-thickness crack or crack propagation to the hole-down area. Tensile properties for all welding conditions show higher(GMAW) or similar values(SAW50, SAW150) to the base metal. Charpy impact values for the weld metal also show 163.5J(GMAW), 95.4J(SAW50) and 69.0J(SAW150), which meet the goal(higher than 50J) of this project.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.363-371
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• 2023

한 척의 선박을 건조하기 위해서는 다양한 크기의 블록(block)들을 이동 및 탑재해야 한다. 이러한 과정에서 블록의 체결 방법 및 각 조선소 설비 특성에 맞는 다양한 기능에 부합하는 러그를 사용하고 있다. 블록 구조의 중량 및 형태에 따라서 러그의 크기와 형상이 다양하며, 샤클(shackle)이 체결되는 홀 주변에 부족한 강성을 보완하기 위하여 덧판(doubling pad)을 용접하여 구조를 보강한다. 리프팅(lifting) 조건별 러그의 설계를 하는 방법은 보 이론(beam theory)에 의한 수계산 방법과 유한요소해석 모델링을 이용한 구조해석을 수행하고 있다. 해석적 방법의 경우, 요소의 종류와 모델링 방법에 따라서 결과 차이가 발생하여 표준화된 평가법의 정립이 필요한 상황이다. 이러한 모호한 방법론 적용 시 블록의 이동 및 반전(turn-over) 과정 중에서 심각한 안전 문제를 유발할 가능성이 있다. 본 연구에서는 러그의 실제 탑재공정에 따른 구조 응답을 평가할 수 있는 모델링 조건, 평가법을 확정하고자 다양한 변수의 영향을 수치 구조해석을 통하여 비교 및 분석하였다. 러그 홀(hole) 주변 덧판부와 용접 비드(bead)를 표현한 모델링 기법이 가장 실제적인 거동 결과를 주고 있다. 실제 러그와 동일한 조건(용접부 비드만 주재료와 연결)의 모델링에 등가하중을 적용한 결과는 MPC 하중 적용 결과보다 낮은 최종강도를 나타낸다. 더불어 해석 시간 단축을 위해서 2차원 쉘(shell) 요소를 적용한 경우, 덧판 두께를 85% 수준으로 감소시켜서 안전사용하중을 예측할 수 있음을 확인하였다. 논문에서 검토한 다양한 변수의 영향들 결과는 러그 설계 및 안전사용하중 예측에 근거 자료로 활용될 것으로 기대된다.