• Title/Summary/Keyword: 동적변형특성

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Investigation on the Effect of Laser Peening Variables on Welding Residual Stress Mitigation Using Dynamic Finite Element Analysis (동적 유한요소 해석을 통한 용접 잔류응력 이완에 미치는 레이저 피닝 변수의 영향 고찰)

  • Kim, Jong-Sung
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.84-92
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    • 2010
  • 현재 가동 중인 몇몇 가압 경수로 원전 안전 1등급 설비의 이종금속 용접부는 일차수응력부식균열(PWSCC : Primary Stress Corrosion Cracking) 발생의 세가지 조건(민감 재질, 부식 환경, 인장응력)을 동시에 충족하고 있다. 즉, 이종금속 용접부는 PWSCC에 민감한 재질인 Alloy 600 계열 합금으로 제작 또는 용접되어 있으며 고온 수화학 부식 환경 하에 놓여있다. 아울러 오스테나이트 스테인리스 강의 예민화 예방을 위한 용접 후열처리 미실시로 높은 인장 용접 잔류응력이 작용하고 있다. 이러한 이종금속 용접부의 특성상 PWSCC가 발생할 잠재성이 있을 뿐만 아니라 국내외적으로 Alloy 600 계열 합금으로 제작 및 용접된 가압 경수로 원전 안전 1등급 설비의 이종금속 용접부에 실제 PWSCC가 발생된 사례들이 다수 보고되고 있다. 운전 환경 및 재질 변화 없이 PWSCC 발생을 예방하기 위해서는 인장 잔류응력을 이완시켜 낮은 인장 또는 압축 응력화하여야 한다. 이러한 인장 잔류응력 이완방법들로는 PWOL(Pre-emptive Weld Overlay), 레이저 피닝(Laser Peening), MSIP(Mechanical Stress Improvement Process), 워터 제트 피닝(Water Jet Peening), IHSI(Induction Heating Stress Improvement) 방법들이 있는데 공정 시간이 짧고 열 에너지 원이 필요 없으며 전체적인 소성 변형을 야기시키지 않는 레이저 피닝을 본 연구의 대상 방법으로 한다. 본 연구에서는 동적 유한요소 해석을 통해 용접 잔류응력을 이완시키는 레이저 피닝의 효과를 검증하고 용접 잔류응력에 미치는 레이저 피닝 변수의 영향을 고찰하고자 한다. 내부 보수용접이 수행된 경수로 원전 가압기 노즐 이종금속 용접부에 레이저 피닝을 적용한 경우에 대해 상용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 동적 유한요소해석을 수행한 결과, 고온 수화학 일차수와 접하는 Alloy 600 계열 합금 내면에서의 인장 잔류응력이 상당히 이완됨을 확인하였다. 또한, 최대충격 압력이 증가할수록, 충격압력 지속시간이 증가할수록, 레이저 스팟 직경이 증가할수록 내표면 인장 잔류응력 이완 정도는 감소하나 이완되는 영역의 깊이는 증가함을 알 수 있다. 또한, 레이저 피닝 방향이 잔류응력 이완에 미치는 영향은 미미함을 알 수 있다.

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Appropriate Boundary Conditions for Three Dimensional Finite Element Implicit Dynamic Analysis of Flexible Pavement (연성포장의 3차원 유한요소해석을 위한 최적 경계조건 분석)

  • Yoo, Pyeong-Jun;Al-Qadi, Imad L.;Kim, Yeon-Bok
    • International Journal of Highway Engineering
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    • v.10 no.4
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    • pp.213-224
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    • 2008
  • Flexible pavement responses to vehicular loading, such as critical stresses and strains, in each pavement layer, could be predicted by the multilayered elastic analysis. However, multilayered elastic theory suffers from major drawbacks including spatial dimension of a numerical model, material properties considered in the analysis, boundary conditions, and ill-presentation of tire-pavement contact shape and stresses. To overcome these shortcomings, three-dimensional finite element (3D FE) models are developed and numerical analyses are conducted to calculate pavement responses to moving load in this study. This paper introduces a methodology for an effective 3D FE to simulate flexible pavement structure. It also discusses the mesh development and boundary condition analysis. Sensitivity analyses of flexible pavement response to loading are conducted. The infinite boundary conditions and time-dependent history of calculated pavement responses are considered in the analysis. This study found that the outcome of 3D FE implicit dynamic analysis of flexible pavement that utilizes appropriate boundary conditions, continuous moving load, viscoelastic hot-mix asphalt model is comparable to field measurements.

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전략적 성과측정을 위한 공공기관의 동적 균형성과지표 모델 개발

  • Kim, Jong-Tae;Park, Sang-Hyeon;Yeon, Seung-Jun;Kim, Sang-Uk
    • 한국경영정보학회:학술대회논문집
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    • 2007.06a
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    • pp.837-842
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    • 2007
  • 일반기업에서 성과측정이 매우 중요시되는 것과 마찬가지로 공공환경의 복잡한 변화와 함께 공공기관에서도 성과측정이 중요시 되고 있다. 이에 따라 공공기관에서는 무형자산의 중요성을 인식하면서 성과측정과 관리의 수단으로 균형성과지표(Balanced Scorecard)를 도입하고 있다. 그러나 균형성과지표는 일반기업의 성과측정을 위해 고안된 방법론으로 공공기관의 특성을 반영할 수 있도록 변형되지 않고서는 공공기관에 그대로 도입되어 사용될 수는 없다. 더욱이 기존의 BSC는 '시간지연(time delay)'을 가지고 있는 지표들간의 상호작용 및 상호 의존성을 반영하지 못하고 있으며, 지표들간의 피드백을 유발하는 인과관계를 간과하고 있다. 따라서 본 연구에서는 핵심지표들간의 상호작용 및 관계성의 설정과 새로운 정책이나 입법과정에서 발생할 수 있는 '시간지연'에 의한 영향 등을 반영하고자 시스템다이내믹스(System Dynamics)와 시스템사고를 적용, 공공기관, 성과측정에 적합한 Dynamic BSC 모델을 개발하고자 한다.

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Effect of Microstructures on the Deformation Behavior of Ti-6Al-4V Alloy at Ultra High Strain rate (Ti-6Al-4V합금의 미세조직에 따른 초고속 변형특성)

  • 이유환;이동근;이성학;최준홍;허선무;이종수
    • Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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    • v.5 no.3
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    • pp.89-97
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    • 2002
  • In this study, the effect of $\alpha$-phase morphology on the dynamic deformation behavior at ultra high strain rate was investigated by EBW(Explosive Bridge Wire) test. All of tests and analyses were conducted on three typical microstructures of Ti-6Al-4V alloy, i.e. equiaxed, widmanstatten and bimodal microstructures. The spall strength and HEL(Hugoniot Elastic Limit) of the specimens that have the thickness of 2mm and 4mm were highest with the bimodal microstructure. These results were similar with previous study which was performed by dynamic torsion test(Kolsky torsion test).

Evaluation of the Tensile Properties of Fuel Cladding at High Temperatures Using a Ring Specimen (링 시험편을 이용한 피복관의 고온 인장특성 평가)

  • Bae Bong-Kook;Koo Jae-Mean;Seok Chang-Sung
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.29 no.4 s.235
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    • pp.600-605
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    • 2005
  • In this study, the ring tensile test at high temperature was suggested to evaluate the hoop tensile properties of small tube such as the cladding in the nuclear reactor Using the Arsene's ring model, the ring tensile test was performed and the test data were calibrated. From the result of the ring test with strain gauge and the numerical analysis with 1/8 model, LCRR(load-displacement conversion relationship of ring specimen) was determined. We could obtain the hoop tensile properties by means of applying the LCRR to the calibrated data of the ring tensile test. A few difference was observed in view of the shape of fractured surface and the fracture mechanism between at the high temperature and at the room temperature.

Dynamic deformation behavior of rubber and brass under high strain rate compressive loading (고변형률 속도 압축 하중 하에서의 고무와 황동의 동적 거동 특성)

  • 이억섭;김경준;이종원
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2003.06a
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    • pp.1491-1494
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    • 2003
  • A specific experimental method, the Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) technique has been widely used to determine the dynamic material properties under the impact compressive loading conditions with strain-rate of the order of 103/s∼104/s. This type of test procedure has been used to examine the dynamic response of materials in various modes of testing. In this paper, dynamic deformation behaviors of rubber materials widely used for the isolation of vibration from varying structures under dynamic loading are determined using a Split Hopkinson Pressure Bar technique.

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Dynamic Characteristics of Composite Plates Based On a Higher Order Theory Under Low-Velocity Impact (저속 충격시 고차이론을 이용한 복합 재료 판의 동적 특성)

  • 심동진;김지환
    • Journal of KSNVE
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    • v.8 no.1
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    • pp.132-138
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    • 1998
  • The dynamic response of symmetric cross-ply and angle-ply composite laminated plates under impact loads is investigated using a higher order shear deformation theory. A modified Hertz law is used to predict the impact loads and a four node finite element is used to model the plate. By using a higer order shear deformation theory, the out-of-plane shear stresses, which can be a crucial factor in the failure of composite plates, are determined with significant accuracy. This is accomplished by using a stress recovery technique using the in-plane stresses. The results compared with previous investigations showed good agreement. It can be seen that this method of analyzing impact problems is more efficient than current three dimensional methods in terms of time and expense.

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Evaluation of Surface Mechanical Properties of Electro-formed Fe-Ni-Co Thin Foil by Dynamic Nano-indentation and Finite Element Methods (Fe-Ni-Co 박판의 동적 나노 압침법과 유한 요소법에 의한 표면 기계적 특성 평가)

  • Gang, Bo-Gyeong;Choe, Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.124-124
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    • 2017
  • Fe-Ni-Co 합금 박막(<$100{\mu}m$)을 황화물계 용액에서 전주공정으로 제조하였다. XRF로 측정한 박판의 평균 조성은 Fe-34 wt.% Ni-3 wt.% Co 이다. AFM으로 측정한 표면 조도는 35.2 nm 이다. 표면의 나노 경도는 평균 5.4 GPa 이었다. Oliver 모델을 적용한 구리 박막의 탄성하강강성도는 약 75 이었다. Alekhin 모델을 적용한 구리 박막의 마찰계수, 피로한계는 각각 0.134, 0.027 이었다. 유한요소법으로 평가한 Berkovich 형 나노압침선단의 하중분포를 이차원 선형 및 비선형 해석하면 1 [mN]의 정적하중을 가한 Fe-Ni-Co 박막은 약 576 [mN]로 예측되었다. 압침선단의 하중집중정도는 표면탐침현미경으로 관찰한 압흔의 변형정도와 유사한 경향을 보였다.

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Dynamic Deformation Characteristics of Fiber Mixed Silty Sand (섬유보강 실트질 모래의 동적 변형특성)

  • Heo, Joon;Chang, Pyoung-Wuck
    • Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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    • v.47 no.6
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    • pp.59-70
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    • 2005
  • A series of resonant column test was performed to investigate the dynamic deformation characteristics of silty sand soils mixed with polypropylene fibrillated type fiber. Results show that optimum mixing ratios were $0.2\%$ for 19mm of cut fiber for shear modulus and $0.1\%$ for 60mm cut fiber fur damping ratio. As shear strain was increased, normalized values of shear modulus (G(Reinforced)/ G(Unreinforced)) of fiber reinforced soil were increased up to $10^{-3}\%\~10^{-1}\%$ ranges. However, normalized damping ratio (D(Reinforced/D(Unreinforced)) was diminished with an increase in strain beyond $10^{-3}\%\~10^{-1}\%$ for the damping capacity of soils mixed with fiber. Normalized shear modulus $(G/G_{max})$ obtained from the test was plotted in the chart suggested by Seed and Idriss. The shear modulus of silty sand was located between sand and gravel curves.

Dynamic Behavior Characteristics of Brass Mold at High Strain Rates (고변형율에서 황동 사출금형의 동적 거동 특성)

  • Kim, seon yong;Baek, Seung-Yub
    • Design & Manufacturing
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    • v.2 no.2
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    • pp.1-5
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    • 2008
  • Mechanical properties of the materials used for mold and industrial machinery under high strain rate loading conditions such as high impact loading are required to provide appropriate safety assessment to varying dynamically loaded mechanical structures. The Split Hopkinson Pressure Bar(SHPB) technique with a special experimental apparatus can be used to obtain the material behavior under high strain rate loading conditions. In this paper, the dynamic deformation behavior of a brass under high strain rate compressive loading conditions has been determined using the SHPB technique.

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