• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권3호
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• pp.932-941
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• 2021

This paper suggests a fracture simulation method for SFR metallic fuel pin under accident condition. Two major failure mechanisms - creep damage and eutectic penetration - are implemented in the suggested method. To simulate damaged element, stress-reduction concept to reduce stiffness of the damaged element is applied. Using the proposed method, the failure size of cladding can be predicted in addition to the failure time and failure site. To verify the suggested method, Whole-pin furnace (WPF) test and TREAT-M test conducted at Argonne National Laboratory (ANL) are simulated. In all cases, predicted results and experimental results are overall in good agreement. Based on the simulation result, the effect of eutectic-penetration depth representing failure behavior on failure size is studied.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권12호
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• pp.4522-4533
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• 2022

For severe accident assessment of reactor pressure vessel (RPV), it is important to develop an accurate model that can predict transient thermo-mechanical behavior of the RPV lower head under the given condition. The present study revisits the lower head failure with two- and three-dimensional finite element models. In particular, we aim to give clear insight regarding the effect of the three-dimensionality present in the distribution of the thickness and thermal load of the lower head. For a rigorous validation of the result, both the OLHF-1 and the OLHF-2 tests are considered in this study. The result suggests that the three-dimensional effect is not negligible as far as the failure location is concerned. The non-uniformity of the thickness distribution is found to affect the failure location and time. The thermal load, which may not be axisymmetric in general, has the most significant effect on the failure assessment. We also observe that the creep property can affect the global deformation of the lower head, depending on the applied mechanical load.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권1호
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• pp.83-97
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• 2024

It is important to make reasonable prediction about the long-term deformation of high rockfill geostructures. However, the deformation is usually underestimated using the rockfill parameters obtained from laboratory tests due to different size effects, which make it necessary to identify parameters from in-situ monitoring data. This paper proposes a novel hybrid back-analysis method with a modified objective function defined for the time-dependent back-analysis problem. The method consists of two stages. In the first stage, an improved weighted average method is proposed to quickly narrow the search region; while in the second stage, an adaptive response surface method is proposed to iteratively search for the satisfactory solution, with a technique that can adaptively consider the translation, contraction or expansion of the exploration region. The accuracy and computational efficiency of the proposed hybrid back-analysis method is demonstrated by back-analyzing the long-term deformation of two high embankments constructed for airport runways, with the rockfills being modeled by a rheological model considering the influence of stress states on the creep behavior.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권12호
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• pp.1257-1263
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• 2015

제 4 세대 원자로의 고온 구조재료로 사되는 Grade 91 강의 크리프 균열성장 거동에 대한 천이영역과 정상상태영역에서의 상관 관계를 조사하였다. 이를 위해 $600^{\circ}C$의 동일한 온도 및 동일한 하중조건에서 1/2" CT 시편을 사하여 크리프 균열성장 시험 데이터를 얻었다. 크리프 균열성장 속도식은 $C^*$-파괴매개변수를 사하여 천이영역과 정상상태영역에서의 평가 식을 각각 도출하였다. $C^*$와 da/dt 의 관계에서 천이영역의 크리프 균열성장 속도는 시험 데이터의 산포가 크지만 정상상태영역의 크리프 균열성장 속도와 비슷한 기울기로서 상관성이 있었으며 천이영역 균열성장속도는 정상상태 균열성장속도에 비해 약 5.6 배 낮았다. 본 결과를 이하면 짧은 시간의 천이영역 균열성장속도로부터 장시간의 시험으로 얻을 수 있는 정상상태 균열성장속도를 예측할 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제22권2호
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• pp.77-85
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• 2012

피로파괴는 반복적인 하중에 의해 재료 내에 균열이 발생하고, 진전함에 따라 재료의 물성이 약화되어 최종적으로 파괴에 이르는 현상을 말하며, 일반적으로 반복적인 하중이 가해지는 기계나 구조물 등은 피로파괴를 고려한다. 암반구조물의 경우 일반적으로 동적인 반복하중에 의한 피로파괴보다는 정적인 크립에 의한 피로 파괴를 경험하는 경우가 대다수이다. 그러나 압축공기와 같은 물질을 지하에 저장하는 경우 물질의 입 출에 의한 내부 압력의 변화가 발생하기 때문에 지하저장시설이 위치하는 암반과 내부 콘크리트의 동적 피로파괴 특성을 검토해야한다. 본 연구에서는 복공식 지하 압축공기에너지 저장공동 내부에 설치되는 콘크리트 라이닝의 반복굴곡하중에 대한 물성변화와 플러그가 설치된 경계에서의 반복전단하중에 대한 물성변화를 실험적인 방법에 의해 알아보았다. 반복전단시험을 통해 적절한 수직응력에서 평면 인터페이스의 플러그도 역학적인 안정성을 확보할 수 있음을 알 수 있었다. 반복굴곡시험에서는 반복재하에 따른 콘크리트 라이닝의 강도저하 현상을 확인하였으며, 이로부터 S-N 곡선을 구하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.21-34
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• 2014

본 연구는 터널 열화 특성과 이와 관련된 각종 문헌 및 사례조사를 통하여 비교 분석하고 정량적인 해석을 위한 영향인자를 도출하여 입력변수를 결정하고 국내 고속철도 터널의 대표단면(풍화암)에 대하여 수치해석을 실시하였다. 해석 결과는 공용 후 30년 경과 시 열화로 인하여 천단침하량은 7.0%, 지표침하량은 30.2%이 증가하고 내공변위는 9.0mm가 수축 한 이후 점차 수렴되는 경향을 보였다. 또한 이완하중고는 공사 완료 후 50년 경과 시 터널고의 2.55배까지 증가하여 극한상태에서의 Terzaghi의 제안값 보다 상당히 큰 값을 나타내었으며, 이러한 소성영역의 확장으로 인하여 터널 라이닝에 3.20~3.66MPa의 축응력이 추가로 작용하게 되는 경향을 확인하였다. 따라서 이로부터 설계에 반영할 수 있는 정량적인 예측기법을 제안하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권5호
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• pp.127-136
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• 1996

초 경량재인 E.P.S(20~30kg/m3)를 성토재로 사용하여 부족한 지지력과 침하에 대한 안정 성을 확보하는 방법이 최근 많이 사용되고 있다. 국내에서는 1993년 인천의 연약지반상 교대 됫채움재로 이 공법이 처음 사용된 이래 점차 활용이 늘어나고 있는 실정이다. 그러나 아직까지 EPS를 성토 재료로 사용한 지반에서 EPS의 거동을 예측하기 위한 합리적인 수치해석 모델이 제시되어 있지 않고 일축압축강도 및 크리프시험 결과에 따른 설계강도만이 제안되어 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 성토재료로 사용된 EPS의 수치해석 모델을 제시하기 위하여 성토재로 사용되는 여러 종류 밀도의 EPS에 대해 구속압을 변화시키면서 삼축압축시험을 실시하였다. 삼축압축시험 결과를 분석하여 EPS의 축방향 변형률-응력 관계와 이의 도함수 그리고 포아송비를 밀도와 구속압에 의한 함수식으로 나타낼 수 있었다. 이 관계로부터 EPS의 거동을 예측하기 위한 비선형모델을 제안하였다.

• 한국재난관리표준학회지
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• 제1권3호
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• pp.51-57
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• 2008

프리스트레스트 콘크리트 사장교는 재료의 특성상 크리프 및 건조수축 등에 의한 장기거동의 영향을 크게 받는다. 이 연구에서는 콘크리트 구조물의 장기거동 예측에 일반적으로 이용되는 CEB-FIP모델과 ACI 모델을 예제 교량에 적용하여 상대습도의 변화에 따른 영향을 알아보았다. 주형 모멘트의 경우 CEB-FIP 모델이 ACI 모델보다 상대습도 변화에 대해 더 큰 영향을 받으며 영향도도 경우에 따라서는 무시할 수 없을 것으로 나타났다. 또한 동일 조건에서도 두 모델간 장기거동이 일부 단면에서는 비교적 크게 차이가 났다. 따라서, 장기거동에 대한 수치해석 결과는 재료시험과 예측모텔간의 영향 인자들에 대 한 민감도 분석을 거친 후에 보완하여 적용할 필요가 있다고 본다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.249-256
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• 2008

초고층 건축물의 건설이 증가함에 따라 설계, 시공, 사용 단계에서 구조물의 거동을 정확히 예측하는 연구가 점점 중요해지고 있다. 이러한 초고층 건축물의 거동을 예측하기 위해 많은 연구들이 있어 왔지만 대부분의 연구가 기둥이나 보와 같은 선 요소를 사용한 2차원 골조 해석에 중점을 두고 있다. 최근 초고층 건축물에는 다양한 건축 구조 시스템이 적용되고 있으며, 특히 플랫플레이트 구조를 적용하는 사례가 늘고 있다. 그러나 기존의 2차원 해석기법 만으로는 플랫플레이트 구조를 포함하는 초고층 건축물을 합리적으로 모델링하여 해석하는 것이 어려우며, 구조 부재 간 변형이나 하중 전달 과정을 입체적으로 모사하는 데에도 한계가 있다. 따라서 이 연구에서는 기둥, 보와 같은 구조 부재와 동바리와 같은 비구조 부재를 모델링하기 위한 선 요소와 슬래브 구조 부재를 모사하기 위한 평판 요소를 사용하여 초고층 건축물의 거동을 예측하기 위한 3차원 해석기법을 제안하였다. 구조물의 거동을 보다 합리적으로 예측하기 위해 가설공사와 같은 시공 단계, 크리프와 건조수축과 같은 콘크리트의 비탄성거동의 영향을 고려하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.2125-2128
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• 2011

The continuous welded rail(CWR) track without the rail expansion joint has many advantages over the conventional track in a variety of fields including the speed-up and the ride comport. However, due to the excessive axial force in the CWR and the track-bridge interactive behavior, inevitably, the rail expansion joint must be installed at the vulnerable zone such as the bridge end zone, etc. In this rail expansion joint zone, the frequency of the maintenance work to repair the track irregularity is on the rise. This is because that the creep of the sleeper is occurred in the moveable zone of the rail expansion joint. In this study, among the several options for reducing the track irregularity on the rail expansion joint zone, the application and efficiency of the tied sleeper is investigated. Field test construction has been conducted, then the progress of the track irregularity and the frequency of the maintenance work are analyzed before and after the filed test construction.