• 제목/요약/키워드: Stress intensity factors

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계면균열 문제에 대한 L적분의 응용 (Application of L Integral to Interface Crack Problems)

  • 박재학;엄윤용
    • 대한기계학회논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.34-42
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    • 1986
  • 본 논문에서는 균열면이 원호(circular arc)를 이루고, Comninou 모델과 같이 균열면의 일부가 접촉되어 있는 경우 L적분이 적분경로에 무관함을 증명하고 이를 이용하여 재료가 서로 다른 원형 개재물과 기재와의 경계면에 존재하는 계면 균열에서의 응력확대계수를 구하는 방법에 대해 살펴보았다. 기지가 무한 고체이고 접촉역이 작아 접촉역의 존재가 균열선단에서 멀리 떨어진 곳에서의 응력장에 거의 영향을 끼치지 아`는 경우에는 접촉역을 가정하지 않은 문제에 대한 해, 즉 진동특성을 나타내는 해로 부터, L적분의 성질을 이용하여, 접촉역을 가정하였을 때의 응력확대 계수를 간단한 꼴로 표시할 수 있었고, 유한의 기지에 원형 개재물이 존재하는 문제에 대해서는 F.E.M을 사용하여 L적분을 계산함으로써 응력확대계수를 구할 수 있었다.

굵은골재의 최대치수에 따른 콘크리트 브라질리언 디스크의 파괴인성 (Fracture Toughness of Concrete Brazilian Disk according to Maximum Size of Coarse Aggregate)

  • 이승훈;김희성;장희석;진치섭
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.185-196
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    • 2006
  • 파괴인성은 균열의 개시와 전파에 대한 재료 고유의 상수로서 파괴역학에서 가장 중요한 재료상수 중의 하나이다. 콘크리트의 모드 I 파괴인성 측정에 대하여 RILEM 기술 위원회 89-FMT는 2-파라메타 모델에 근거한 3점 휨 시험법을 제시하였다. 그러나 혼합모드에 대한 시험법은 아직까지 표준으로 제안된 방법이 없는 실정이며, 또한 RILEM에서 제안한 3점 휨 시험법은 실험법이 복잡하다. 따라서 본 연구에서는 굵은골재의 최대치수가 각각 20mm, 40mm이고, 동일한 설계기준강도를 가지는 콘크리트로써 다양한 크기의 브라질리언 디스크를 제작하였다. 그리고 브라질리언 디스크의 모드 I 파괴인성을 RILEM 3점 휨 시험결과와 비교하였다. 비교 결과, 굵은골재의 최대치수에 따른 브라질리언 디스크의 적정 크기(두께, 직경) 및 노치 길이 비를 제시하였다. 또한 모드 I 시험으로부터 결정된 치수의 브라질리언 디스크로 혼합모드 시험을 수행한 결과 디스크 시편은 혼합모드 파괴의 연구 및 시험에 유용함을 알 수 있었다. 모드 I 및 혼합모드 시험에서 브라질리언 디스크의 응력확대계수는 유한요소해석(FEA)으로 구하였으며 FEA의 결과를 검증하기 위하여 5개항 근사법(Five terms approximation)에 의한 결과와 비교하였다.

함수구배재료에서 천이탄성동적모드 III 균열전파 (Transient Elastodynamic Mode III Crack Growth in Functionally Graded Materials)

  • 이광호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권7호
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    • pp.851-858
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    • 2010
  • 함수구배재료에서 구배방향을 따라 전파하는 천이모드 III 균열에 대한 일반적인 탄성해를 근접해법으로 얻었다. 함수구배재료의 전단계수 및 밀도는 구배방향을 따라 지수형적으로 변화한다고 가정하였다. 균열선단의 응력과 변위장은 응력확대계수 및 균열선단속도의 시간변화율에 의존하는 계수들을 갖는 방사상 좌표계의 누승으로 얻었다. 비균질성과 천이계수들이 응력 및 변위장의 고차항에 미치는 영향에 대하여 토론하였다.

원전 급수가열기 동체 응력 해석 (A Stress Analysis of Feeedwater Heater Shell in Nuclear Power Plant)

  • 송석윤;김형남
    • 한국압력기기공학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.1-11
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    • 2015
  • Feedwater Heaters are important components in a nuclear power plant. As the age of heater increases, the maintenance cost required for continuous operation also increases. Most heaters have the carbon steel shells, tube support plates and flow baffles. The carbon steel is susceptible to flow-accelerated corrosion. This is especially true if the flow has a two-phase mixture of steam and condensate. The wall thinning around the wet steam entrance area of the shell is inevitable during some long term operation. The structural integrity of the feedwater heater shell affects the safe operation of the nuclear power plant. Therefore, it is needed for the thinned shell to be repaired. The maintenance method for preventing failure of the shell should be determined by investigating various factors including the stress distribution of thinned area. The stress analysis of the shell including the steam entrance region is studied in this paper. The results of thinned shell is compared with that of intact shell.

PWSCC growth rate model of alloy 690 for head penetration nozzles of Korean PWRs

  • Kim, Sung-Woo;Eom, Ki-Hyun;Lim, Yun-Soo;Kim, Dong-Jin
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제51권4호
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    • pp.1060-1068
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    • 2019
  • This work aims to establish a model of a primary water stress corrosion crack growth rate of Alloy 690 material for the head penetration nozzles of Korean pressurized water reactors. The test material had an inhomogeneous microstructure with bands of fine-grains and intragranular carbides in the matrix of coarse-grains, which was similar to the archive materials of the head penetration nozzles. The crack growth rate was measured from the strain-hardened materials as a function of the stress intensity factor in simulated primary water at various temperatures and dissolved hydrogen contents. The effects of strain-hardening, temperature, and dissolved hydrogen on the crack growth rate were analyzed independently, and were then introduced as normalizing factors in the crack growth rate model. The crack growth rate model proposed in this work provides a key element of the tools needed to assess the progress of a stress corrosion crack when detected in thick-wall Alloy 690 components in Korean reactors.

열하중을 받는 이종재 V-노치 균열의 응력강도계수 해석

  • 문창호;조상봉;김진광;노홍래
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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    • pp.240-240
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    • 2003
  • V-노치 균열에서 열하중이 작용하는 경우는 비제차형 경계조건의 문제가 되고, 이 조건에 대한 방정식의 일반해를 구하기 위해서 재차형 연립방정식에 대한 일반해(Homogeneous solution)와 비제차형 연립방정식에 대한 특수해(Particular solution)의 두 가지 해를 구할 수 있다. 이들 해는 V-노치 균열에 대한 고유치가 되고 이 고유치가 중복근을 가지게 되는 경우에는 로그항(1n[r])이 나타나게 되고 이 항에 의해서 응력을 무한대로 발산시키므로 이를 대수응력특이성이라 한다. 열하중이 작용할 때 대수응력특이성을 나타내는 로그항의 계수가 영(0)이 되어 대수응력특이성이 사라지게 되므로 V-노치 선단에서의 응력특이성은 고유치와 그에 대한 고유벡터에 의해 결정된다. 본 논문에서는 비정상상태 열하중이 가해지는 등방성 이종재료 내의 V-노치 균열문제에서 패기 각도와 이종재료의 기계적 성질에 의해 결정되는 응력특이성지수를 구하고 이에 대한 응력강도계수를 유한요소해석 프로그램인 ANSYS와 상반일 경로 적분법(RWCIM)을 이용하여 구하였다.

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단순인장을 받는 복합 적층재 중앙균열의 응력확대계수 (Stress Intensity Factors of Center Cracked Laminated Composites under Uniaxial Tension)

  • 김성호;오재협;옹장우
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1611-1619
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    • 1991
  • 본 연구에서는 Hilton과 Sih의 경우를 확장 적용하여 Fig. 1(b)와 같이 탄성 층 내부에 존재하는 중앙균열선단의 응력확대계수 산출을 위하여 균열부위를 제외하고 는 섬유층과 레진층이 완전히 접착되었다고 가정한 모델을 다음과 같이 설정하였다. 중앙균열을 내재하고 있는 복합재료의 역학적 거동을 해석하기 위하여, 접착레진을 주 로하는 층(resin rich layer)을 중심으로 하여 상하 각1개의 섬유 (fiber)층과 균질한 특성을 갖는 복합재료의 층으로 단순화 하였으며, 이러한 단순화는 적층재에서의 균열 주위의 국부응력을 해석하기 위한 것으로서 복합재료는 레진층이나 섬유층에 비하여 매우 두꺼우므로 반무한체로 이상화 하였다. 선형탄성 이론에 의하여 혼합 경계조건 문제(mixed boundary value problem)로 부터 제2종 Fredholm적분방정식(fredholm int- egral equation of a second kind)을 유도하였으며 수치해석적인 방법에 의하여 응력 확대계수를 구하였다.

고강도 알루미늄에서의 균열닫힘이 미소 피로균열의 전파거동에 미치는 영향 (Crack Closure Effects on Small Fatigue Crack Growth Behavior in High Strength Aluminum)

  • 이현우
    • 한국정밀공학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.55-64
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    • 1990
  • The fatigue crack growth behavior of physically-short cracks(0.2${\Delta}K$ with $da/dN<1{\times}10^{-7}m/cycle$. The transition crack lengths where similtude with ${\Delta}K$ existed was between 1 and 2mm. The effective stress intensity factor range based on COD measurements gave better correlation between the physically-short and long cracks. Thus it can be considered that the crack closure effect is one of the main factors which causes the differences between these two cracks.

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Thermal Shock Resistance of $Al_{2}O_{3}$- and Fe-$Al_{2}TiO_{5}$-based Castable Refractories

  • Liu, T.;Latella, B.A.;Bendeich, P.
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제4권4호
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    • pp.345-351
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    • 1998
  • Thermal shock resistance of $Al_2O_3$- and Fe-$Al_2TiO_5$-based Castable Refractories was studied using a central heating technique. Ring type specimens, 10mm thick and 20 and 100mm inner and outer diameters, respectively, were rapidly heated on the internal surface of the centre hole using a high power electrical heating element. The temperature field was measured experimentally and modelled using finite element analysis (FEA). The thermal stress field was also modelled using FEA. A radial notch was introduced to the ring specimens to enable calculation of the thermal stress intensity factors (SIF). A special LVDT device was incorporated in the thermal shock tester to monitor crack mouth opening displacement (COD). The thermal shock fracture initiation and crack propagation behaviour of the castable refractories were ascertained using the COD measurements and the fracture mechanics analysis data.

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전동차 차륜의 반복 구름 접촉에 의한 피로균열 전파에 관한 연구 (A Study on Fatigue Crack Growth of an EMU Wheel due to Repeated Rolling Contacts)

  • 김호경;이덕규
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.595-600
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    • 2004
  • The EMU wheel is one of the most important component for the vehicle safety. For the tensile, fracture toughness and crack propagation tests, several specimens were collected from actual wheels. FEM ,analysis also was performed on the crack that was assumed to be 15 mm in depth under the wheel tread surface. The stress intensity factors $K_{I}$ and $K_{II}$ at the crack tip under the stress ($P_{max}$ = 911.5 MPa) due to a rolling contact were analyzed for crack growth characteristics. As a result, the perpendicular crack was found to be more dangerous compared to the parallel one.

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