• 제목, 요약, 키워드: 한계하중

검색결과 540건 처리시간 0.063초

원주방향 표면 결함이 존재하는 배관에 가해지는 비틀림을 포함한 복합하중에 대한 한계하중식 제시 (Evaluation of Limit Loads for Circumferentially Cracked Pipes Under Combined Loadings)

  • 류호완;한재준;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • v.39 no.5
    • /
    • pp.453-460
    • /
    • 2015
  • 후쿠시마 원전 사고 이후로 원자력 발전 플랜트의 배관 시스템에 가해지는 비틀림 하중의 영향에 대한 연구가 여러 연구자들에 의해서 수행되었다. 발전 플랜트의 원주방향 균열을 포함한 배관은 정상운전 조건이나 갑자기 발생한 사고에 의해서 굽힘과 비틀림과 같은 하중을 받을 수 있다. ASME 코드에서는 균열 배관의 구조건전성 확보를 위해서 한계하중 기법을 사용해서 완전소성 파단에 대한 결함평가를 제공한다. 최근 개정된 코드에 따르면, 복합하중은 막응력과 굽힘 응력만을 포함하고 있다. 실제로 운전 환경에서 비틀림 하중이 가해질 수 있음에도 불구하고, 비틀림 하중을 평가하는 방법론에 대해서는 언급하지 않았다. 본 논문에서는 한계하중 분석을 기반으로 원주방향 균열 존재하는 배관에 단순 굽힘과 단순 비틀림, 인장을 포함한 굽힘 비틀림 복합하중이 가해질 경우에 대한 유한요소해석 결과를 포함하고 있다. 전단면 완전항복 기준을 만족하는 한계하중 이론해를 제안하고 유한요소해석을 통해서 이를 검증하였다.

굽힘 하중과 내압이 가해지는 미터밴드의 소성하중 (Plastic Loads of Mitred Bends under Internal Pressure and Bending Moment)

  • 민성환;김윤재;전준영;이국희
    • 한국전산구조공학회논문집
    • /
    • v.22 no.6
    • /
    • pp.549-555
    • /
    • 2009
  • 본 논문에서는 굽힘과 내압이 가해질 때 미터밴드의 한계하중을 3차원 유한요소해석을 이용하여 연구하였다. 재료는 탄성-완전 소성재료로 가정하였고, 기하학적 선형과 비선형 효과를 고려하여 소성 한계하중을 결정하였다. 본 연구를 위한 해석에서는 다양한 범위의 형상 변수가 고려되었다. 유한요소해석 결과를 바탕으로 굽힘에 관한 보간식을 제시하였다.

원주방향 관통균열이 용접부 중앙에 존재하는 V-그루브 맞대기 용접배관의 한계하중 해석 (Mismatch Limit Load Analyses for V-groove Welded Pipe with Through-wall Circumferential Defect in Centre of Weld)

  • 김상현;한재준;정진택;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • v.37 no.11
    • /
    • pp.1379-1386
    • /
    • 2013
  • 본 논문에서는 용접부 중앙에 원주방향 관통균열이 있는 V-그루브 맞대기 용접 배관의 한계하중 해석을 수행하였다. V-그루브 맞대기 용접 배관이 그루브 각 $45^{\circ}$, $90^{\circ}$를 갖는 형상에 대한 한계하중 식을 제시하기 위해 용접 형상의 변화에 따른 용접부 너비를 정의하였고 강도불일치 비, 용접부 너비, 균열 길이 및 배관 반경 비에 대한 체계적인 변수 해석을 수행 하였다. 모재와 용접재는 탄성 완전소성재료로 가정하였으며 상불일치와 하불일치 조건에서의 인장 하중과 굽힘 하중에 대한 강도불일치 한계하중이 강도불일치 비($M_F$)와 형상변수(${\psi}$)를 통해 정량화 됨을 유한요소 해석을 통해 확인하였다.

선형탄성해석과 mα-tangent방법을 이용한 배관 한계하중 평가 적용성 (Applicability of the mα-tangent Method to Estimate Plastic Limit Loads of Elbows and Branch Junctions)

  • 김재민;김상현;배경동;김윤재;김종성
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • v.41 no.6
    • /
    • pp.499-505
    • /
    • 2017
  • 본 연구에서는 선형탄성 유한요소해석 방법과 $m_{\alpha}-tangent$ 방법으로 한계하중을 계산하고 이를 기존의 연구들에 의해 제시된 한계하중 식들과 비교하였다. 해석의 대상은 배관계의 대표 형상인 곡관과분기관을 선정하였다. 곡관과 분기관의 형상 변수를 다양하게 바꿔가면서 $m_{\alpha}-tangent$ 방법의 적용가능성을 살펴보았다. 하중은 내압하중과 면내굽힘하중을 각각 고려하였으며 곡관의 경우에는 기존의 한계하중식과 $m_{\alpha}-tangent$방법이 비교적 잘 일치함을 확인하였다. 하지만 분기관의 경우 형상의 특수성으로 인해 뚜렷한 경향 없이 기존의 한계하중 식과 $m_{\alpha}-tangent$ 방법이 일치하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 이는 $m_{\alpha}-tangent$ 방법이 불연속부의 응력집중현상에 의해 왜곡된 결과를 갖기 때문으로 보인다.

PWR 운전조건하에서 원주방향 균열을 가진 페라이틱 배관의 파괴 거동에 관한 실험적 연구

  • 최영환;정연기;김용범;박윤원;이정배
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
    • /
    • /
    • pp.296-301
    • /
    • 1996
  • 이 연구의 목적은 원주방향 균열을 가진 페라이틱 배관의 파괴거동을 실험적으로 평가하는데 있다. 한계하중방법, SC.TNP 방법, R6방법, 그리고 ASME Code방법과 같은 여러 파괴거동 평가 방법의 타당성이 PWR 운전조건(압력:15.5MPa, 온도:228$^{\circ}C$)하에서의 직경 16인치의 대규모 배관파괴실험을 통해 조사된다. 모사지진하중, 단일주파수 사인함수하중, 정하중과 같은 여러 가지 형태의 하중이 배관의 하중지지능력에 미치는 영향이 조사된다. 또한 엘보우부위와 직관부의 영향과 표면균열 및 관통균일의 영향 등도 함께 조사된다. 결과는 다음과 같다. (1) 표면균열을 가진 배관의 파괴거동은 한계하중방법과 SC.TNP 방법에 의해 잘 예측할 수 있다. 반면 관통균열의 경우는 한계하중방법에 의해 잘 예측된다. (2) 모사지진하중하에서는 단일주파수 사인함수하중이나 정하중 하에서 보다 하중지지능력이 크게 예측된다. (3) 엘보우부위와 직관부, 관통균열과 표면균열 사이에 파괴거동에 대한 큰 차이는 없다.

  • PDF

굽힘각도를 고려한 원형 감육이 발생한 중수로 피더관의 한계하중 (Limit Loads for Circular Wall-Thinned Feeder Pipes Considering Bend Angle)

  • 배경동;제진호;김종성;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • v.36 no.3
    • /
    • pp.313-318
    • /
    • 2012
  • 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 유한요소 해석을 통하여 굽힘 하중과 내압을 받는 경우에 대하여 연구를 진행하였고 특히 굽힘 하중의 경우 면내 열림 방향과 면내 닫힘 방향으로 나누어 진행하였다. 재료는 대변형 효과를 고려하고 탄성-완전소성 재료로 가정하였다.

혼합모드 I+II 피로 하한계 영역에서의 모드II 영향에 관한 고찰

  • 홍석표;송삼홍;이정무
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
    • /
    • /
    • pp.113-113
    • /
    • 2004
  • 실제 사용중인 기계나 기계구조물은 다양한 환경 및 복잡한 설계조건으로 인하여 변동하중과 다축에서 작용하는 혼합모드 하중 상태에 놓이는 경우가 대부분이다. 하지만, 순수 모드 I 하중상태 하에서의 연구는 활발히 이루어졌으나, 실제 구조물에서 대부분 발생하는 혼합모드 하중상태 하에서의 연구는 아직 부족한 실정이다. 또한 기계구조물내의 많은 성분요소에 존재하는 작용 하중 방향에 수직적이지 않게 되며, 초기균열의 균열선상에서 성장하지 않는다.(중략)

  • PDF

직립무공케이슨방파제 한계상태설계를 위한 하중저항계수 보정 (Load & Resistance Factors Calibration for Limit State Design of Non-Perforated Caisson Breakwater)

  • 김동현
    • 한국해안·해양공학회논문집
    • /
    • v.31 no.6
    • /
    • pp.351-355
    • /
    • 2019
  • 무공케이슨 방파제의 한계상태설계를 위한 하중저항계수를 제시하였다. 전국 항만의 16개 방파제에 대한 신뢰성해석을 수행하여 부분안전계수를 산출하였으며 이를 하중과 저항계수로 전환하였다. 개별적으로 구한 하중저항계수에 최적화기법을 적용하여 최종 하중저항계수를 보정하였다. 최종적으로 얻은 하중저항계수를 이용하여 방파제를 재설계한 후 목표수준을 만족하는지 검증하였다. 목표신뢰도수준의 변화에 따른 하중저항계수를 제시하여 한계상태설계가 용이하도록 하였다.

콘크리트 충전 각형강관 기둥부재의 한계축력 및 누적한계축력에 관한 연구 (Study on the Strength of Limit Axial Force and Accumulated Limit Axial Force of Concrete Filled Square Tube Columns)

  • 서성연;정진안;김성용
    • 한국강구조학회 논문집
    • /
    • v.17 no.5
    • /
    • pp.605-615
    • /
    • 2005
  • 수평하중을 받는 콘크리트충전 각형강관 기둥의 축력과 변형능력의 관계를 조사하기 위하여 실험 및 해석적 연구를 수행하였다. 36개 기둥으로 구성된 실험 시리즈는 일정 축하중과 수평하중 하에서 반복실험을 실시하였다. 반복 수평하중을 받는 기둥이 저항할 수 있는 축하중을 보증내력 한계축력이라고 규정하였으며, 해석 모델은 수평하중을 받는 캔틸레버 기둥을 모델화하였다. 반복 횡하중을 받는 기둥의 축하중을 누적보증내력 한계축력이라고 정의하였다. 본 연구의 목적은 주어진 동일부재각에 부합하는 축력과 수평하중을 받는 콘크리트 충전강관 기둥의 보증내력 한계축력을 연구하기 위한 것이며, 두 번째는 콘크리트 충전강관 기둥의 누적보증내력 한계축력과 보증내력 한계축력의 비교가 본 연구의 목적이다.

3차원 유한요소 한계해석을 이용한 원주방향 경사관통균열 배관의 소성한계하중 (Plastic Limit Loads for Slanted Circumferential Through-Wall Cracked Pipes Using 3D Finite-Element Limit Analyses)

  • 장현민;조두호;김영진;허남수;심도준;최영환;박정순
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • v.35 no.10
    • /
    • pp.1329-1335
    • /
    • 2011
  • 본 논문에서는 3 차원 유한요소 한계해석을 기반으로 하여 인장하중, 굽힘 모멘트 및 내압이 작용하는 원주방향 경사관통균열을 갖는 배관의 소성한계 하중값을 제안하였다. 본 연구에서 수행된 유한요소 모델 및 해석 방법은 이상화된 관통균열을 갖는 배관의 소성한계 하중값을 구하기 위한 기존의 이론식과의 비교를 통해 타당성을 입증하였다. 또한, 경사균열이 소성한계 하중값에 미치는 영향을 정량화하기 위하여 대규모의 3 차원 유한요소 해석을 통해 이상화된 관통균열 배관의 소성한계 하중값으로부터 경사관통균열 배관의 소성한계 하중값을 구할 수 있는 새로운 경사균열 보정계수를 제안하고자 한다. 본 논문의 결과인 경사균열 보정계수들은 각 하중조건 및 실제 조건의 형상들에 대해 표 형식으로 나타내었다.