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내압과 굽힘의 복합 하중을 받는 두꺼운 곡관의 소성하중 해석
제진호(Jin-Ho Je),오창식(Yun-Jae Kim),김윤재(Chang-Sik Oh) 대한기계학회 2009 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2009 No.5
Based on three-dimensional (3-D) FE limit analyses, this paper provides plastic limit load solutions for thick-walled elbows under combined pressure and bending. The plastic limit loads are determined from FE limit analyses based on elastic-perfectly-plastic materials using large geometry change option provide plastic loads (using the twice-elastic-slope method). For bending mode, closing bending opening bending and out-of-plane bending are considered.
제진호(Jin Ho Je),이국희(Kuk Hee Lee),정하주(Ha Joo Chung),김종성(Jong Sung Kim),김윤재(Yun Jae Kim) 대한기계학회 2010 大韓機械學會論文集A Vol.34 No.11
캐나다형 중수로에서 피더관은 가동 중에 유동 가속 부식에 의해 감육이 발생한다. 피더관에 감육이 발생하면 배관 건전성이 떨어진다. 본 논문은 원형 감육이 발생한 피더관에서의 기기신뢰성 평가를 위한 한계 하중을 연구하였다. 유한요소 해석을 통하여 면내 굽힘 하중과 내압을 받는 경우에 대하여 연구하였다. 재료는 대변형 효과를 고려하고 탄성-완전소성 재료로 가정하였다. 원형 감육이 발생한 피더관에 대하여 내압과 닫힘 방향, 열림 방향 굽힘 하중에 대하여 한계하중해를 제시하였다. Flow Accelerated Corrosion (FAC) occurring during in-service conditions results in localized wall-thinning in the feeder pipes of CANDU. The wall-thinning of the feeder pipes is the main degradation mechanisms affecting the integrity of piping systems. In this paper, we assess the integrity of wall-thinned feeder pipes by limit load analysis. The limit loads for wall-thinning feeder pipes subjected to in-plane bending and internal pressure were determined on the basis of finte element limit analyses. The limit loads are determined from the results of limit analyses of elasticperfectly-plastic materials using the large geometry change. Closed-form approximations of limit load solutions for wall-thinning feeder pipes subjected to in-plane bending and pressure are proposed.
원형 감육이 발생한 피더관의 굽힘각도에 따른 한계하중의 변화
제진호(Je Jin-Ho),이국희(Lee Kuk-Hee),김윤재(Kim Yun-Jae) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.11
Flow Accelerated Corrosion (FAC) during in-service conditions produces local wall-thinning in the feeder pipes of CANDU. The Wall-thinning in the feeder pipes is main degradation mechanisms affecting the integrity of piping systems. This paper discusses the effect of band angle about wall-thinned feeder pipes using limit load analysis. Based on finite element limit analyses, this paper provides limit load change during band angle change for wall-thinning feeder pipes under in-plane bending. The limit loads are determined from limit analyses based on elastic-perfectly-plastic materials using the large geometry change.
제진호(Je Jin-Ho),이국희(Lee Kuk-Hee),정하주(Chung Ha-Joo),김주희(Kim Ju-Hee),한재준(Han Jae-Jun),김윤재(Kim Yun-Jae) 대한기계학회 2009 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2009 No.11
Flow Accelerated Corrosion (FAC) during inservice conditions produces local wall-thinning in the feeder pipes of CANDU. The Wall-thinning in the feeder pipes is main degradation mechanisms affecting the integrity of piping systems. This paper discusses the integrity assessment of wall-thinned feeder pipes using limit load analysis. Based on finite element limit analyses, this paper compare limit loads for wall-thinning feeder pipes under combined bending and internal pressure with proposed limit loads. The limit loads are determined from limit analyses based on rectangular wall-thinning and elastic-perfectly-plastic materials using the large geometry change.
원주방향 부분 관통 균열이 존재하는 직관에 인장하중과 열하중의 복합하중이 가해지는 경우의 균열 선단 응력장
제진호(Jin Ho Je),김동준(Dong Jun Kim),김윤재(Yun Jae Kim) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集A Vol.38 No.11
균열이 존재하는 구조물의 균열 선단에서 과도한 소성 상태에 도달하게 되면 파괴역학 매개변수에 의하여 예측되는 균열 선단의 응력장이 실제와는 매우 다르게 나타난다. 구조물의 크기와 형상 그리고 하중의 형태에 따라 균열 선단의 응력장이 유일하지 않다. 이는 균열 선단의 구속 효과가 단일 매개변수 파괴역학으로 표현 될 수 없기 때문이다. 따라서 전통적으로 사용되었던 K, J를 이용한 단일 매개변수 파괴역학을 보완하기 위하여 다양한 시도가 있었고, 대표적으로 Q-응력이 있다. 본 논문에서는 Q-응력을 이용하여 원주방향으로 완전히 발달한 표면 균열이 있을 경우의 균열 선단의 구속 효과를 확인하였다. 고려된 하중은 일차하중으로 축 방향 인장하중과 반경방향 열구배에 의한 이차하중의 복합하중이다. 이차하중이 일차하중보다 구속효과가 더 심하며 기계하중보다 열하중이 뒤에 가해지는 열충격조건에서 구속효과가 더 심하게 나타남을 확인하였다. Under excessive plasticity, the fracture toughness of a material depends on its size and geometry. Under fully yielded conditions, the stresses in a material near its crack tip are not unique but rather depend on the geometry. Therefore, the single-parameter J-approach is limited to a high-constraint crack geometry. The JQ theory has been proposed for establishing the crack geometry constraints . This approach assumes that the crack-tip fields have two degrees of freedom. In this study, the crack-tip stress field of a fully circumferential surface-cracked pipe under combined loads is investigated on the basis of the JQ theory by using finite element analysis. The combined loads are a tensile axial force and the thermal gradient in the radial direction. Q-stresses of the crack geometry and its loading state are used to determine the constraint effects. The constraint effects of secondary loading are found to be greater than those of primary loading. Therefore, thermal shock is believed to be the most severe loading condition of constraint effects.
굽힘각도를 고려한 원형 감육이 발생한 중수로 피더관의 한계하중
배경동(Kyung Dong Bae),제진호(Jin Ho Je),김종성(Jong Sung Kim),김윤재(Yun Jae Kim) 대한기계학회 2012 大韓機械學會論文集A Vol.36 No.3
캐나다형 중수로에서 피더관은 중수로 압력관에 중수를 공급하고 가열된 중수를 증기발생기로 보내는 배관으로 가동 중에 유동 가속 부식현상에 의해 감육이 발생한다. 배관에 감육이 발생하게 되면 배관의 건정성이 떨어진다는 결과는 앞선 연구에서 확인하였다. 본 논문에서는 45 도와 60 도의 굽힘각도를 갖는 피더관의 한계하중을 제시하고 제시된 연구결과를 바탕으로 임의의 굽힘각도를 갖는 피더관에서 감육이 발생했을 경우의 한계하중을 예측 할 수 있는 식을 제시하였다. 본 연구에서는 유한요소해석을 통하여 굽힘 하중과 내압을 받는 경우에 대하여 연구를 진행하였고 특히 굽힘 하중의 경우 면내열림 방향과 면내 닫힘 방향으로 나누어 진행하였다. 재료는 대변형 효과를 고려하고 탄성-완전소성 재료로 가정하였다. In CANDU, feeder pipes supply heavy water to pressure tube and steam generator. Under service conditions, Flow-Accelerated Corrosion (FAC) produces local wall-thinning in the feeder pipes. The wall-thinning in these pipes affects the integrity of the piping system, as verified in previous research. This paper provides limit loads for wallthinned feeder pipes with 45° and 60° bend angles, and proposes an equation that predicts the limit loads for wallthinned feeder pipes with arbitrary bend angles. On the basis of finite element limit analyses, limit loads are obtained for wall-thinned feeder pipes under in-plane bending and internal pressure. There are two cases of in-plane bending: the in-plane closing direction and the in-plane opening direction. The material is considered the effect of the large deformation, so an elastic-perfectly-plastic material is assumed in the calculations.