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원전 고압 터빈 로터의 임계균열크기 결정을 위한 응력 해석 및 응력확대계수 계산
김훈태(Hune-Tae Kim),서준민(Jun-Min Seo),김지수(Ji-Su Kim),김윤재(Yun-Jae Kim) 대한기계학회 2017 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2017 No.11
This paper shows the procedures and results of finite element analysis about NPP HP rotor to assess integrity and determine critical crack size. Heat transfer analysis and stress analysis were performed for cold start and normal operating conditions. Stress intensity factors were calculated for various crack size. Material properties were taken from references such as ASME B&PV Code Section III Part D, EPRI technical reports, ASTM STP. Critical crack size were determined compared to material properties such that brittle fracture occurs or SCC growth rate increases rapidly.
사용후핵연료 건식저장용기 자유낙하해석에서 변형률 속도를 고려한 경화모델이 캐니스터의 응력 및 변형률에 미치는 영향
김훈태(Hune-Tae Kim),서준민(Jun-Min Seo),서기완(Ki-Wan Seo),윤성호(Seong-Ho Yoon),김윤재(Yun-Jae Kim),오창영(Chang-Young Oh) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4
사용후핵연료 건식저장용기는 사용후핵연료 운송 및 중간저장에 사용되며, 가상사고 조건에서 구조 건전성을 유지하는 것은 건식저장용기의 인허가를 위해 만족해야 하는 요건 중 하나이다. 가상사고 조건에 대한 건전성 평가는 실험적 방법과 해석적 방법을 통해 수행할 수 있으며, 가상사고 조건은 IAEA Safety Standards 및 원자력안전위원회고시 등에서 규정하고 있다. 본 연구에서는 가상사고 조건 중 하나인 건식저장용기 낙하를 유한요소해석을 통해 모사하였다. 이때 캐니스터의 재료 물성으로 변형률 속도와 무관한 등방경화모델과 변형률 속도의 영향을 반영한 Johnson-Cook 경화모델 등을 고려하였다. Johnson-Cook 경화모델을 적용하면 등방경화모델을 적용한 경우와 비교하여 응력은 큰 차이를 보이지 않았으나 누적소성변형률은 더 작게 계산되었다. Dry storage cask systems have been being used for transport and interim storage of spent nuclear fuel. To maintain structural integrity under hypothetical accident conditions is one of the requirements that should be satisfied for the licensing of the casks. An experimental or an analytical evaluation can be performed to assess structural integrity under accident conditions. Hypothetical accident conditions are suggested in the International Atomic Energy Agency (IAEA) Safety Standards and the Nuclear Safety and Security Commission Notice. A cask free drop, one of the hypothetical accident conditions, is simulated using the finite element (FE) method. As the material properties of the canister, the strain-rate independent isotropic hardening model or the strain-rate dependent Johnson-Cook hardening model is considered. It is found from FE results that the Johnson-Cook hardening model gives similar stresses and smaller accumulated plastic strains compared to the isotropic hardening model gives.
C(T) 시편 측면 홈 유무에 따른 파괴저항곡선 변화가 유한요소 손상모델 변수 결정에 미치는 영향 평가
김훈태(Hune-Tae Kim),류호완(Ho-Wan Ryu),김윤재(Yun-Jae Kim),김종성(Jong-Sung Kim),최명락(Myung-Rak Choi),김진원(Jin-Weon Kim) 대한기계학회 2016 大韓機械學會論文集A Vol.40 No.6
본 연구에서는 C(T) 시편 측면 홈의 유무에 따른 J-R 곡선의 변화가 유한요소 손상해석의 모델변수 결정에 미치는 영향을 알아보았다. 손상해석은 수정 응력 파괴변형률 모델을 이용하였다. C(T) 시편은 SA508 Gr. 1a 배관재에서 채취하였고 일부에 측면 홈이 가공되었다. 시험은 상온과 원전 운전 온도인 316℃에서 각각 수행되었으며, 시험 결과 얻은 J-R 곡선을 모사하여 손상모델 변수를 얻었다. 그 결과, 측면 홈의 유무에 따른 J-R 곡선의 변화는 손상모델 변수 결정에 영향을 주지 않음을 확인하였다. In this paper, the effect of J-R curve changes on the determination of parameters in a failure model owing to the presence or absence of a side groove in a C(T) specimen is investigated. A stress-modified fracture strain model is implemented for FE damage simulations. C(T) specimens were taken from SA508 grade 1a low-alloy steel piping material, and some of them were processed with a side groove. Fracture toughness tests were performed at room temperature and at 316℃. The parameters of the failure model were determined by damage simulations using the J-R curves obtained from the tests. Finally, the results show that the determination of failure model parameters is not affected by variations in J-R curves owing to the presence or absence of a side groove.