• 에너지공학
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• 제8권4호
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• pp.605-611
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• 1999

화력발전설비 고온요소의 잔여수명평가는 주로 비파괴검사 및 검사결과의 파괴역학적 해석등으로 행해졌다. 그러나 기존 방법은가동중에는 적용되기 어렵고 급작스런 운전이력에 대한 정량적인 손상을 평가할 수 없었다. 따라서 구조물의 형상, 운전이력 및 재료물성에 근거하여 실시간 수명소비율 및 잔여수명을 평가하는 기술의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 고온 증기헤더의 수명을 실시간으로 평가하는 감시시스템 소프트웨어를 개발하였다. 고온헤더에 대하여 해석된 온도, 응력, 그린함수를 이용하여 취약부위의 실시간 응력을 계산하고 천이 사이클을 카운트하여 크리프 및, 피로수명을 계산하였다. 본 소프트웨어를 개발함으로써 운전이력에 따른 소비수명을 실시간으로 평가하고 운전정보를 기록하여 향후 운전계획, 보수주기 및 교체시기를 결정하는데 지침이 되도록 하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권12호
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• pp.2949-2957
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• 2020

Fatigue crack growth model has been developed for dissimilar metal weld joints of a piping component under cyclic loading, where in the crack is located at the center of the weld in the circumferential direction. The fracture parameter, Stress Intensity Factor (SIF) has been computed by using principle of superposition as K_H + K_M. K_H is evaluated by assuming that, the complete specimen is made of the material containing the notch location. In second stage, the stress field ahead of the crack tip, accounting for the strength mismatch, the applied load and geometry has been characterized to evaluate SIF (K_M). For each incremental crack depth, stress field ahead of the crack tip has been quantified by using J-integral (elastic), mismatch ratio, plastic interaction factor and stress parallel to the crack surface. The associated constants for evaluation of K_M have been computed by using the quantified stress field with respect to the distance from the crack tip. Net SIF (K_H + K_M) computed, has been used for the crack growth analysis and remaining life prediction by Paris crack growth model. To validate the model, SIF and remaining life has been predicted for a pipe made up of (i) SA312 Type 304LN austenitic stainless steel and SA508 Gr. 3 Cl. 1. Low alloy carbon steel (ii) welded SA312 Type 304LN austenitic stainless-steel pipe. From the studies, it is observed that the model could predict the remaining life of DMWJ piping components with a maximum difference of 15% compared to experimental observations.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.521-528
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• 2018

전투목적으로 개발된 군용차량은 타이어 압력이 손실되더라도 일정시간동안 일정거리를 달릴 수 있도록 런플랫시스템을 도입하였다. 런플랫을 적용하기 위하여 휠을 외측림과 내측림으로 구성된 2개의 부분으로 구성하고, 클램핑 볼트를 체결함으로써 외측림과 내측림을 조립한다. 이 클램핑 볼트는 휠의 내구성을 결정하는 중요 부품이다. 실제로 휠의 내측림과 외측림의 파손보다는 클램핑볼트의 파손이 발생되어 휠을 사용하지 못하는 빈도가 높다. 따라서, 클램핑 볼트의 내구성능이 휠의 내구성능과 연관이 크다고 할 수 있다. 본 연구는 휠의 내구성을 향상시키기 위하여 휠조립체를 시험하고 클램핑 볼트를 개발하는 과정을 다루었다. 기존에 정립된 내구시험 조건의 불충분성을 식별하였으며, 휠조립체의 내구성을 보다 정확히 확인할 수 있도록 통제해야 하는 시험조건을 제시하였다. 정립된 시험조건을 기반으로, 성능이 개선된 클램핑 볼트를 시험하였다. 시험조건을 확인한 결과 기존 제품보다 최소 168% 내구성이 향상됨을 확인할 수 있었다. 본 연구는 휠 조립체의 내구시험 방법과 클램핑 볼트를 개발하는 과정에서 고려해야 할 요소를 제시한 것에 의미가 있다 할 수 있다.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권2호
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• pp.221-232
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• 2019

Material non-linearity of Reinforced Concrete (RC) framed structures is studied by modelling concrete using the Concrete Damage Plasticity (CDP) theory. The stress-strain data of concrete in compression is modelled using the Hsu model. The structures are analyzed using a finite element approach by modelling them in ABAQUS / CAE. Single bay single storey RC frames, designed according to Indian Standard (IS):456:2000 and IS:13920:2016 are considered for assessing their maximum load carrying capacity and failure behavior under the influence of gravity loads and lateral loads. It is found that the CDP model is effective in predicting the failure behaviors of RC frame structures. Under the influence of the lateral load, the structure designed according to IS:13920 had a higher load carrying capacity when compared with the structure designed according to IS:456. Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC) strip is used for strengthening the columns and beam column joints of the RC frame individually against lateral loads. 10mm and 20mm thick strips are adopted for the numerical simulation of RC column and beam-column joint. Results obtained from the study indicated that UHPFRC with two different thickness strips acts as a very good strengthening material in increasing the load carrying capacity of columns and beam-column joint by more than 5%. UHPFRC also improved the performance of the RC frames against lateral loads with an increase of more than 3.5% with the two different strips adopted. 20 mm thick strip is found to be an ideal size to enhance the load carrying capacity of the columns and beam-column joints. Among the strengthening locations adopted in the study, column strengthening is found to be more efficient when compared with the beam column joint strengthening.

• 한국도시철도학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.393-399
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• 2018

레일의 잔류응력은 레일의 피로 및 파괴 특성에 영향을 끼치는 인자로서, 레일의 가공 및 열처리 등 생산 과정 단계에서 이미 형성되며, 이를 정확하게 분석하는 기술은 매우 중요한 문제이다. 본 연구에서는 레일 내부에 존재하는 잔류응력을 측정하기 위하여, 잔류응력 분석방법의 하나인 파괴법 기반 굴곡측정법을 적용하여 레일 축 방향의 잔류응력을 평가하였다. 레일의 축 방향과 수직한 단면을 방전가공을 사용하여 느린 속도로 단면을 절단한 후 레이저 기반인 굴곡 측정기를 이용하여 단면의 굴곡을 정밀 측정하였다. 측정된 데이터는 유한요소해석 프로그램 ABAQUS를 활용하여 설정한 요소로 잔류응력으로 변환시켰으며, 총 3종의 다른 규격을 갖고 있는 신 레일 (50N, KR60, UIC60)의 잔류응력 값의 경향과 수치를 비교하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권4호
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• pp.521-528
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• 2021

본 연구는 손상된 선박용 절탄기 핀튜브에 대하여 보수를 목적으로 Inconel 625 아크 열용사 코팅기술 적용 후 실링처리를 실시하였다. 모재(Substrate), 열용사 코팅(Thermal Srpay Coating; TSC) 그리고 열용사 코팅+실링처리(TSC+Sealing) 시편에 대하여 내구성을 평가하기 위해 ASTM G76-05에 의거하여 고상입자 침식(Solid Particle Erosion; SPE) 실험을 실시하였다. 표면 손상 형상은 주사전자현미경과 3D 레이져 현미경을 통해 관찰했으며, 무게 감소량과 표면 거칠기 분석을 실시하여 내구성을 평가하였다. 그 결과 내구성은 TSC와 TSC+Sealing에 비해 Substrate가 우수하게 나타났으며, 이는 TSC 층 내에 존재하는 다수의 기공 결함에 기인한 것으로 판단된다. 또한 고상입자 침식 손상 메카니즘은 Substrate의 경우 연성 재질 특성인 소성변형과 피로에 의한 균열 생성이 동반되었으며, TSC와 TSC+Sealing의 경우 취성파괴 경향이 확인되었다.

• Composites Research
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• 제20권5호
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• pp.56-63
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• 2007

복소퍼텐셜을 이용하여 타원공 또는 균열을 내재한 복합재 적층판구조 해석법을 고찰하였다. 복합재 적층판은 충격에 취약하며 이러한 충격손상은 타원공이나 균열형태의 노치로 모델화된 바 있다. 이와 같이 컷아웃부를 내재한 복잡한 형태의 복합재 적층판 해석에 유한요소해석법이 널리 사용되고 있으나 피로하중 하에서의 손상허용성 평가와 같이 손상진전에 따라 반복적으로 유한요소모델링을 수정하여 해석을 수행하여야 하는 경우 매우 번거로운 작업이 요구된다. 이러한 관점에서 복소퍼텐셜을 이용한 해석적 기법은 매우 간편하고 사용하기 손쉬운 기법이라고 할 수 있다. 이러한 해석법에 의한 계산결과를 유한요소해석 결과와 비교 분석함으로써 계산과정의 유효성과 용이성을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.611-620
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• 2006

강합성 플레이트 2-거더교는 피로균열에 의해 한 개의 거더에 심각한 손상이 발생되는 경우 교량의 붕괴가 유발되는 단재 하경로 구조로 인식되고 있다. 본 논문에서는 강합성 2-거더교의 거더 손상시 교량의 여유도를 평가하기 위한 해석적 연구를 수행하였다. 여유도 평가는 단경간 및 3경간 연속교를 대상으로 하였으며, 수직브레이싱은 I-단면 가로보로 적용하고 하부 수평브레이싱이 설치되는 경우와 설치되지 않는 경우를 고려하였다. 정상 상태 및 손상 상태의 교량에 대해 하부 수평브레이싱의 유 무에 따른 내하 성능을 재료 및 기하비선형 해석으로 구하고 각 경우의 여유도를 비교 평가하였다. 해석 결과에 따르면 정상 상태의 2-거더 교량은 단순교와 연속교 모두 수평브레이싱이 없어도 여유도가 충분하며, 손상 상태의 교량에서는 수평브레이싱이 여유도 향상에 중요한 역할을 하는 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3D호
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• pp.445-451
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• 2006

본 연구는 노후 콘크리트 포장의 아스팔트 덧씌우기에서 발생하는 반사균열을 억제하기 위한 방안으로 노후 콘크리트와 아스팔트 표층 사이에 응력을 흡수할 수 있는 중간층 혼합물을 개발하기 위하여 수행되었다. 고탄성 응력흡수층은 휨 변형과 수평변형으로 인하여 발생하는 균열응력을 흡수 또는 분산 시킬 수 있는 탄성과 유연성, 균일성 및 불투수성이 요구된다. 본 연구로부터 국외제품을 모델로 국산 바인더를 개발 하였으며 이를 사용하여 제작된 혼합물 시편은 시방규격에 만족하였다. 기존 덧씌우기 공법과 비교한 시험으로부터 고탄성 응력흡수 중간층이 설치된 경우 설치되지 않은 경우에 비하여 전단파괴수명과 수평변위저항도는 약 4배가 증가되었으며 표층재료의 선정에 따라 전단파괴수명은 5배, 수평변위저항도는 9배가 증가되어 고탄성 응력흡수 중간층이 반사균열 억제에 우수한 것으로 본 연구에 나타났다.

• Tribology and Lubricants
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• 제39권5호
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• pp.167-172
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• 2023

Titanium alloys are widely recognized among engineering materials owing to their impressive mechanical properties, including high strength-to-weight ratios, fracture toughness, resistance to fatigue, and corrosion resistance. Consequently, applications involving titanium alloys are more susceptible to damage from unforeseen events, such as scratches. Nevertheless, the impact of microscopic damage remains an area that requires further investigation. This study delves into the microscopic wear behavior of α-titanium crystal structures when subjected to linear scratch-induced damage conditions, utilizing molecular dynamics simulations as the primary methodology. The configuration of crystal lattice structures plays a crucial role in influencing material properties such as slip, which pertains to the movement of dislocations within the crystal structure. The molecular dynamics technique surpasses the constraints of observing microscopic phenomena over brief intervals, such as sub-nano- or pico-second intervals. First, we demonstrate the localized transformation of lattice structures at the end of initialization, indentation, and wear processes. In addition, we obtain the exerted force on a rigid sphere during scratching under linear movement. Furthermore, we investigate the effect of the relaxation period between indentation and scratch deformation. Finally, we conduct a comparison study of nanoindentation between crystal and amorphous Ti substrates. Thus, this study reveals the underlying physics of the microscopic transformation of the α-titanium crystal structure under wear-like accidental events.