• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권1호통권34호
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• pp.85-99
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• 1998

본 논문은 케이슨의 인양작업중 Fitting Anchor의 취성파괴로 인한 들고리의 붕괴원인을 조사하기 위한 실험적 연구이다. 또한, 본 연구에서는 응력해석을 통하여 들고리의 붕괴메카니즘을 분석하고 이를 실제 붕괴과정과 비교한다. 본 연구에서는 파괴된 강재에 대한 파면해석 뿐만아니라 화학성분시험, 인장시험 및 샤르피 V-노치 충격시험을 실시한다. 그리고 이의 시험 결과를 정상적인 강재에 대한 시험결과와 비교한다. 본 연구의 거시적, 미시적인 방법으로 결함을 관찰한 결과, Fitting Anchor 내부에 원주방향으로 나타난 표면결함은 케이슨의 진수시 발생하는 들고리의 인장응력이 작용하기 전에 발생한 것임을 확인할 수 있었다. 이는 균열선단의 응력집중이 발생하여 작용응력보다 큰 응력이 결함에 발생한 것임을 알 수 있다. 또한, 잠재한 결함의 크기가 임계값 이상으로 증가하여 본 연구대상 강재의 응력확대계수가 증가하였을 것으로 판단된다. 그래서 균열선단의 응력확대계수가 본 강재의 파괴인성보다 크게 되어 케이슨의 인양작업중에 취성파괴를 일으킨 것으로 사료된다. 본 연구결과에 따르면 케이슨 들고리의 붕괴는 Fitting Anchor의 취성파괴로 발생한 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권8호
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• pp.1295-1302
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• 2003

In order to evaluate a failure behavior of pipe with notch-type wall thinning, the present study performed full-scale pipe tests using the 102mm, Schedule 80 pipe specimen simulated notch- and circular-type thinning defects. The pipe tests were conducted under the conditions of both monotonic and cyclic bending moment at a constant internal pressure of 10 MPa. From the results. of experiment the failure mode, load carrying capacity, deformation ability, and fatigue life of a notch-type wall thinned pipe were investigated, and they were compared with those of a circular-type wall thinned pipe. The failure mode of notched pipe was similar to that of circular-type thinned pipe under the monotonic bending load. Under the cyclic bending load, however, the mode was clearly distinguished with variation in the shape of wall thinning. The load carrying capacity of a pipe containing notch-type wall thinning was about the same or slightly lower than that of a pipe containing circular-type wall thinning when the thinning area was subjected to tensile stress, whereas it was higher than that of a pipe containing circular-type thinning defect when the thinning area was subjected to compressive stress. On the other hand, the deformation ability and fatigue life of a notch-type wall thinned pipe was lower than those of a circular-type wall thinned pipe.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권3호
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• pp.249-258
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• 2010

Recently, many utilities have considered interim dry storage of spent nuclear fuel as an option for increasing spent fuel storage capacity. Foreign nuclear regulatory committees have provided some regulatory and licensing requirements for relatively low- and medium-burned spent fuel with respect to the prevention of spent fuel degradation during transportation and interim dry storage. In the present study, the effect of cladding creep and hydride distribution on spent fuel degradation is reviewed and performance tests with high-burned Zircaloy-4 and advanced Zr alloy spent fuel are proposed to investigate the effect of burnup and cladding materials on the current regulatory and licensing requirements. Creep tests were also performed to investigate the effect of temperature and tensile hoop stress on hydride reorientation and subsequently to examine the temperature and stress limits against cladding material failure. It is found that the spent fuel failure is mainly caused by cladding creep rupture combined with mechanical strength degradation and hydride reorientation. Hydride reorientation from the circumferential to radial direction may reduce the critical stress intensity that accelerates radial crack propagation. The results of cladding creep tests at $400^{\circ}C$ and 130MPa hoop stress performed in this study indicate that hydride reorientation may occur between 2.6% to 7.0% strain in tube diameter with a hydrogen content range of 40-120ppm. Therefore, it is concluded that hydride re-orientation behaviour is strongly correlated with the cladding creep-induced strain, which varies as functions of temperature and stress acting on the cladding.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제22권4호
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• pp.492-500
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• 2019

Equal channel angular pressing(ECAP) is a severe plastic deformation technique capable of introducing large shear strain in bulk metal materials. However, if an ECAPed material has an inhomogeneous microstructure and anisotropic mechanical properties, this material is difficult to apply as structural components subjected to multi-axial stress during use. In this study, extruded oxygen-free copper(OFC) rods with a large diameter of 42 mm are extruded through ECAP by route Bc up to 12 passes. The variations in the microstructure, hardness, tensile properties, and microstructural and mechanical homogeneity of the ECAPed samples are systematically analyzed. High-strength OFC rods with a homogeneous and equiaxed-ultrafine grain structure are obtained by the repeated application of ECAP up to 8 and 12 passes. ECAPed samples with 4 and 8 passes exhibit much smaller differences in terms of the average grain sizes on the cross-sectional area and the tensile strengths along the axial and circumferential directions, as compared to the samples with 1 and 2 passes. Therefore, it is considered that the OFC materials, which are fabricated via the ECAP process with pass numbers of a multiple of 4, are suitable to be applied as high-strength structural parts used under multi-axial stress conditions.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권5호
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• pp.362-368
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• 2014

광섬유센서는 전자파 무간섭, 부식 방지, 다중화 등의 장점들을 갖고 있어 다양한 상태 감시 시스템을 위한 연구에 많이 활용되고 있다. 본 논문에서는 광섬유센서 기반의 인체 근육 상태 감시 시스템을 제안한다. 상용화되어 있는 인체 상태 감시 센서는 전자기 기반의 센서가 대부분이다. 이는 전자기 간섭 및 왜곡의 우려가 있어, 이를 보완하고 장치의 간소화 및 사용자 편의성을 위해 광섬유 브래그 격자센서를 사용하였다. 근육 상태의 지표가 되는 근육 수축 및 이완을 측정하기 위해 원주방향으로의 운동 감시가 가능한 밴드형태의 광섬유 브래그 격자센서 모듈을 제작하였다. 그리고 광섬유 브래그 격자센서 모듈의 적용성 평가를 위해 단축 인장시험을 수행하였다. 실험 결과 인장 크기에 따른 브래그 파장 변화가 상호 연관성을 보였으며, 이를 통해 브래그 격자센서 기반의 근육 상태 감시 시스템 개발의 가능성을 확인하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.111-118
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• 2011

단층 래티스 돔과 같은 스페이스 프레임 구조물은 대공간을 확보하기 위하여 강접합으로 설계함으로써 경제성과 심미성 등의 장점을 확보할 수 있다. 그러나 실제 구조물의 접합상태는 완전한 강접합도, 완전한 핀접합도 아닌 접합부 상세에 따라 중간적인 특성을 나타내는 반강접합이 일반적이다. 본 연구에서는 저자 등에 의해 제안된 Step-Up Erection 공법을 적용하여 단층 라멜라 돔의 접합부 강성에 따른 시공 중의 좌굴 특성을 해석적으로 규명하였다. 얻어진 결과는 시공 Step이 증가할수록 그리고 접합부 휨강성이 핀접합에 가까울수록 좌굴내력은 감소하였으며, 좌굴모드는 시공 Step이 증가할수록, 접합부 휨강성이 강접합에 가까울수록 돔의 정점 부근에서 뜀좌굴 현상에 의한 절점좌굴이 발생하였다. 또한, 시공 Step이 낮을 경우 저면 경계부의 원주방향 부재에서 큰 인장응력 분포를 나타내었으며, 시공 Step이 증가할수록 정점 중앙부에서 큰 압축응력 분포를 보였다. 완성돔을 제외한 시공 중 Step에서는 Step이 증가할수록, 접합부 휨강성이 핀접합에 가까울수록 저면부 경선방향 부재에서 큰 인장응력 분포를 나타내었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.1125-1146
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• 2018

쉴드 TBM터널에 적용되는 세그먼트 라이닝은 주로 콘크리트로 제작되며, 시공 중 및 완공 후 작용 하중에 견딜 수 있는 충분한 강도가 요구된다. 한계상태설계법에 의한 세그먼트라이닝 설계는 주로 극한하중상태(ULS) 및 사용하중상태(SLS)에 대하여 검토하며, 상시하중과 임시하중에 대하여 발생 가능한 조합을 구성하여 적용한다. 또한 TBM에 의한 시공을 고려한 한계상태 설정과 구조해석이 필요하며, 특히 세그먼트라이닝은 현장에서 조립되어 원형구조물을 완성하는 방식이기 때문에, 콘크리트표면이 접촉하는 조인트가 필수적으로 존재하며 이 조인트를 통해 상당한 크기의 압축응력이 전달되므로 조인트에 대한 구조검토가 중요하다. 일반적으로 세그먼트 라이닝의 원주방향 조인트(circumferential joint)와 반경방향 조인트(radial joint)에서의 인장응력에 대하여 FEM모델이나 이론식으로 검토한다. 영국의 설계지침(PAS 8810, 2016)에 의하면, 버스팅을 일으키는 조인트에서의 압축응력은 원주방향 조인트(circumferential joint)에 잭 추력을 가하는 경우뿐만 아니라 반경방향 조인트(radial joint)에 축력이 전달되는 경우에도 발생하므로 버스팅 응력을 검토하여 세그먼트의 인장강도와 비교하여 필요할 경우 보강을 하여야 한다. 본 연구에서는 대표적인 한계상태설계코드인 EURO CODE와 AASHTO LRFD (2017)의 하중조건을 적용하여 조인트 응력을 비교 분석하였고, FEM해석을 통하여 버스팅(bursting)을 유발하는 조인트응력을 평가하고 발생경향을 이론식과 비교 분석하였다. 분석결과, 조인트 응력이 콘크리트의 허용 인장강도를 초과하는 경우가 발생하여 보강이 필요한 것으로 검토되었다. 따라서 조인트 버스팅 검토는 세그먼트라이닝 한계상태설계 시 설계항목으로 비중 있게 고려할 필요가 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권7호
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• pp.727-734
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• 2014

본 논문은 유한요소 기반 다중스케일 연성파손모사 기법을 이용하여 결함이 존재하는 실배관의 파괴거동을 예측한다. 수정응력 파괴변형률 모델을 손상기준으로 선정하고 유한요소 손상해석을 통해 균열진전을 모사한다. 기준식의 결정에는 인장시험과 파괴인성시험 결과만이 요구되며 온도 $288^{\circ}C$ SA333 Gr. 6 탄소강에 적용하여 결과를 제시하였다. 요소크기-의존성 임계손상모델을 도입하여 손상해석의 수치해석적인 불안정성을 개선하였다. 본 연구에서 제안하는 가상시험법의 검증을 위해 미국 바텔 연구소에서 수행한 실배관 실험결과와 예측결과를 비교한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권5호
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• pp.1095-1113
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• 2015

In order to determine the mechanical behavior of the curved laminates in practical applications, three right-angled composite brackets with different lay-ups were investigated both experimentally and numerically. In the experimental, quasi-static tests on both unidirectional and multidirectional curved composite brackets were conducted to study the progressive failure and failure modes of the curved laminates. In the numerical modeling, three-dimensional finite element analysis was used to simulate the mechanical behavior of the laminates. Here, a strength-based failure criterion, namely the Ye criterion, was used to predict the delamination failure in the composite curved laminates. The mechanical responses of the laminate subjected to off-axis tensile loading were analyzed, which include the progressive failure, the failure locations, the load-displacement relationships, the load-strain relationships, and the stress distribution around the curved region of the angled bracket. Subsequently, the effects of stacking sequence and thickness on the load carrying capacity and the stiffness of the laminates were discussed in detail. Through the experimental observation and analysis, it was found that the failure mode of all the specimens is delamination, which is initiated abruptly and develops unstably on the symmetric plane, close to the inner surface, and about $29^{\circ}$ along the circumferential direction. It was also found that the stacking sequence and the thickness have significant influences on both the load carrying capacity and the stiffness of the laminates. However, the thickness effect is less than that on the curved aluminum plate.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권3호
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• pp.387-395
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• 2013

최근 국외의 원자로 상부헤드 CRDM 관통노즐에 일차수 응력부식균열로 인한 냉각수 누출사고가 발생하였다. 일차수응력부식균열은 부식에 민감한 재료, 인장 잔류 응력 및 부식 환경 등의 3 가지 요인의 상호작용에 의해 발생하는 것으로 알려져 있기 때문에 응력 부식 균열 발생 및 균열 진전을 억제하기 위해서는 용접에 의한 잔류응력에 대한 정확한 예측이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 국내 Westinghouse 형 원자로 상부 헤드 관통노즐(CRDM)을 대상으로 노즐의 두께 및 형상 비($r_o/t$)에 따른 노즐 잔류응력 분포 특성에 대해 연구를 수행하였다. 국내에 현존하는 원자로 상부헤드 관통노즐의 실제크기($r_o$=51.6, t=16.9 mm)를 기준으로 노즐의 두께 및 형상 비($r_o/t$=2, 3, 4)의 변수를 정립하였으며 정중앙 및 최외곽에 위치한 노즐을 대상으로 연구를 수행하였다.