• 대한기계학회논문집A
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• 제38권11호
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• pp.1257-1264
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• 2014

최근 제4세대 원자로의 기기 최적설계를 위해 목표파손확률 기반 설계기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 시스템기반코드(System-Based Code, SBC)가 대표적인 예로 설계 혹은 평가 결과는 부분안전계수(Partial Safety Factor, PSF)의 형태로 도출된다. 따라서 부분안전계수는 가동 기간 중 목표파손확률 기반 설계 및 평가를 위한 핵심 요소 가운데 하나이다. 본 연구에서는 특정 목표파손확률 하에서 원주방향 관통균열이 존재하는 배관의 탄소성 균열개시 조건에 대한 부분안전계수 계산 기법을 정립하고 각 평가 인자가 균열개시에 미치는 중요도를 정량적으로 평가하였다. 균열 배관의 J-적분은 GE/EPRI법과 참조응력법으로 계산하였으며, 부분안전계수는 일차 및 이차신뢰도지수법으로 계산하였다. 또한 재료물성치의 통계적 분포 특성이 미치는 영향도 함께 평가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.589-597
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• 2010

강구조물의 점검시 피로균열이 발견되는 경우에는 보수 보강 시행의 결정과 구조물의 점검주기 결정을 위한 균열의 현재 상태평가와 앞으로의 균열진행 정도에 대한 정량적인 예측이 요구된다. 피로균열에 대한 손상도 평가는 파괴역학 파라미터를 이용한 균열진전속도와 취성파단의 여부 결정이 대표적인 방법으로 파괴역학에 관한 전문적인 지식과 함께 수치해석 프로그램의 활용능력이 필요하다. 이에, 본 연구에서는 피로손상도 평가 방법에 관한 다양성을 확보하고, 파괴역학에 대한 전문적인 지식이 없는 기술자가 피로균열에 의한 강구조물의 손상도를 간편하게 평가 할 수 있는 방법을 개발하기 위한 첫 단계로, 관통균열 시험편을 이용한 균열진전시험을 실시하였다. 그리고 피로균열 표면으로부터 측정된 COD(Crack Opening Displacement)의 크기와 측정위치를 이용하여, 균열진전속도를 추정하기 위한 파라미터를 도출하고, 그 타당성을 분석하였다. 그리고 관통균열이 있는 시험편의 형상, 응력범위, 그리고 응력비에 상관없이 COD를 이용하여 피로균열진전속도를 추정할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권6호
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• pp.207-216
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• 1997

본연구는 축방향 변형 구속이 고강도 콘크리트 휨부재의 휨 전단거동에 미치는 영향을 조사하기 위한 것으로, 수화열과 건조수축에 기인하는 축방향 변형과 재하에 의한 축방향 변형을 구속한 부재 및 무구속 부재에 대하여 휨파괴와 전단파괴 실험을 실시하였다. 타설 직후부터 축변형을 구속한 실험체의 재하시 강성은 재하전의 구속으로 발생한 관통균열의 영향을 받아 무구속 실험체의 강성보다 낮지만, 재하시의 축변형 구속에 따른 압축구속력의 상승으로 인하여 강성의 크기는 역전되었다 축변형이 완전히 구속된 휨부재의 휨강도는 무구속 부재보다 20%이상 상승하지만 변형능력은 감소하는 것으로 나타났으며, 재하전의 축변형 구속에 의한 관통균열(균열폭 0.1mm 미만)은 부재의 전단내력 및 전단균열 진전 형상에 영향을 미치지 않았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권5호
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• pp.568-575
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• 2006

The present paper provides plastic limit load solutions of axial and circumferential through-wall cracked pipes based on detailed three-dimensional (3-D) finite element (FE) limit analysis using elastic-perfectly-plastic behavior. As a loading condition, axial tension, global bending moment, internal pressure, combined tension and bending and combined internal pressure and bending are considered for circumferential through-wall cracked pipes, while only internal pressure is considered for axial through-wall cracked pipes. Especially, more emphasis is given for through-wall cracked pipes subject to combined loading. Comparisons with existing solutions show a large discrepancy in short through-wall crack (both axial and circumferential) for internal pressure. In the case of combined loading, the FE limit analyses results show thickness effect on limit load solutions. Furthermore, the plastic limit load solution for circumferential through-wall cracked pipes under bending is applied to derive plastic $\eta\;and\;{\gamma}$-factor of testing circumferential through-wall cracked pipes to estimate fracture toughness. Being based on detailed 3-D FE limit analysis, the present solutions are believed to be meaningful fur structural integrity assessment of through-wall cracked pipes.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.725-730
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• 2010

부정정계 배관의 두께 관통 후 파단전누설 거동과 균열개구변위는 정정계 배관과 비교하여 연구 하였다. 부정정 배관은 균열 발생으로 인한 최대 강도의 감소가 비교적 적었다. 부정정 배관계의 파단 전누설 거동은 정정계 배관보다 더 안전 하였다. 균열개구변위는 미관통균열을 가지는 배관에서 균열 관통 후 평가하기 위하여 제안된 소성힌지를 사용하여 평가하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권7호
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• pp.85-90
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• 2001

In order to apply the Leak-Before-Break(LBB)concept to nuclear piping, accurate estimation of J-integral and crack opening displacement(COD) is essential for complex loading, such as combined tension and bending. This paper proposes a new engineering method to estimate J-integral and the COD for circumferential through-wall cracked pipes subject to combined tension and bending loading. The proposed method to estimate the COD is validated against three published pipe test data, generated from a monotonically increasing bending load with a constant internal pressure, which shows excellent agreements.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권3호
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• pp.245-252
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• 2012

본 연구는 간단한 수치해석적 방법을 통해 연성재료의 파괴를 예측하는 방법을 소개하였다. 응력에 의해 계산된 파괴 변형률을 통해 손상을 계산하는 과정을 다중 관통균열이 있는 평판 인장시험편의 유한요소 해석을 통해 구현하였다. 이 기법은 ABAQUS 에서 제공하는 user-defined subroutine 을 이용하여 구현되었다. 제시된 기법을 적용하여 다중균열 해석을 수행하였고 이 결과를 일본 연구자에 의해 수행된 실험 결과와 비교하였다. 해석결과와 실험결과가 비교적 잘 일치함을 확인하였고 이를 통해 제시된 기법의 타당성을 검증할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권1호
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• pp.60-65
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• 2006

The present paper provides experimental J estimation equation for the circumferential through-wall cracked pipe under four-point bending, based on the load-crack opening displacement (COD) record. Based on the limit analysis and the kinematically admissible rigid-body rotation field, the plastic ${\eta}$-factor for the load-COD record is derived and is compared with that for the load-load line displacement record. Comparison with the J results from detailed elastic-plastic finite element (FE) analysis shows that the proposed method based on the load-COD record provides reliable J estimates even for shallow cracks, whereas the conventional approach based on the load-load line displacement record gives erroneous results for shallow cracks. Thus, the proposed J estimation method could be recommended for testing the circumferential through-wall cracked pipe, particularly with shallow cracks.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권11호
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• pp.1873-1880
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• 2001

The effects of restraint of pressure induced bending(PIB) on crack opening for circumferential through-wall crack in a pipe were investigated. In this study, the elastic and elastic-plastic finite element analyses were performed to evaluate crack opening displacement(COD) for various restraint conditions and crack size. The results showed the restraint of PIB decreased crack opening for a given crack size and tensile stress, and the decrease in crack opening was considerable for large crack and short restraint length. A1so, the effect was more significant in tole results of elastic-plastic analysis compared with in the elastic analysis results. In the elastic-plastic analysis results, tole restraint effect was increased with increasing applied tensile stress corresponding to internal pressure. Additionally, the restraint effect on COD was independent on the variation in pipe diameter and decreased with increasing pipe thickness, and It depended on not total restraint length but shorter restraint length for non-symmetrically restrained.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.101-108
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• 2021

To date, a number of stress intensity factor (SIF) solutions have been proposed for the cylindrical structure with circumferential through-wall cracks. However, each solution has a different format as well as applicable range. It is also known that there is a significant difference in predicted SIF values depending on the shape of the structure and the size of the crack. In this study, the applicability of various SIF solutions was analyzed by comparing the finite element analysis results for the case where a tensile load is applied to the cylindrical structure with circumferential through-wall crack. It is found that the calculated SIF gradually decreases and converges to a certain value with increasing length-to-radius ratio. Therefore, an appropriate length-to-radius ratio should be set in consideration of the dimensions of the actual cylindrical structure. For piping with sufficiently long cylinder, the ASME solution is found to be the most appropriate, and for a short cylinder, the API solution should be applied. On the other hand, the WEC solution requires careful attention to its application.