• 제목/요약/키워드: Through-wall crack

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FATIGUE DESIGN OF BUTT-WELDED TUBULAR JOINTS

  • Kim, D. S.;S. Nho;F. Kopp
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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    • pp.127-132
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    • 2002
  • Recent deepwater offshore structures in Gulf of Mexico utilize butt welded tubular joints. Application of welded tubular joint includes tendons, production risers, and steel catenary risers. Fatigue life assessment of these joints becomes more critical because the structures to which they are attached are allowed to undergo cyclic and sometimes large displacements around an anchored position. Estimating the fatigue behavior of these tubular members in the design stage is generally conducted by using S-N curves specified in the codes and standards. Applying the stress concentration factor of the welded structure to S-N approach often results in very conservative assessment because the stress field acting on the tubular has a non-uniform distribution through the thickness. Fracture mechanics and fitness for service (FFS) technology have been applied in the design of the catenary risers. This technology enables the engineer to establish proper requirements on weld quality and inspection acceptance criteria to assure satisfactory structural integrity during its design life. It also provides guidance on proper design curves to be used and a methodology for accounting for the effects of non-uniform stress distribution through the wall thickness. An attempt was made to develop set of S-N curves based on fracture mechanics approach by considering non-uniform stress distribution and a threshold stress intensity factor. Series of S-N curves generated from this approach were compared to the existing S-N curves. For flat plate butt joint, the S-N curve generated from fracture mechanics matches with the IIW class 100 curve when initial crack depth was 0.5 mm (0.02"). Similar comparison with API X′ was made for tubular joint.. These initial crack depths are larger than the limits of inspection by current Non-destructive examination (NDE) means, such as Automatic Ultrasonic Inspection (AUT). Thus a safe approach can be taken by specifying acceptance criteria that are close to limits of sizing capability of the selected NDE method. The comparison illustrates conservatism built into the S-N design curve.

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Passive 3D motion optical data in shaking table tests of a SRG-reinforced masonry wall

  • De Canio, Gerardo;de Felice, Gianmarco;De Santis, Stefano;Giocoli, Alessandro;Mongelli, Marialuisa;Paolacci, Fabrizio;Roselli, Ivan
    • Earthquakes and Structures
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    • 제10권1호
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    • pp.53-71
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    • 2016
  • Unconventional computer vision and image processing techniques offer significant advantages for experimental applications to shaking table testing, as they allow the overcoming of most typical problems of traditional sensors, such as encumbrance, limitations in the number of devices, range restrictions and risk of damage of the instruments in case of specimen failure. In this study, a 3D motion optical system was applied to analyze shake table tests carried out, up to failure, on a natural-scale masonry structure retrofitted with steel reinforced grout (SRG). The system makes use of wireless passive spherical retro-reflecting markers positioned on several points of the specimen, whose spatial displacements are recorded by near-infrared digital cameras. Analyses in the time domain allowed the monitoring of the deformations of the wall and of crack development through a displacement data processing (DDP) procedure implemented ad hoc. Fundamental frequencies and modal shapes were calculated in the frequency domain through an integrated methodology of experimental/operational modal analysis (EMA/OMA) techniques with 3D finite element analysis (FEA). Meaningful information on the structural response (e.g., displacements, damage development, and dynamic properties) were obtained, profitably integrating the results from conventional measurements. Furthermore, the comparison between 3D motion system and traditional instruments (i.e., displacement transducers and accelerometers) permitted a mutual validation of both experimental data and measurement methods.

액체로켓엔진 연소기용 니켈/크롬 코팅의 공정 개발 (Development of Ni/Cr Plating Process for LRE Thrust Chamber)

  • 조황래;방정석;이병호;이광진;임병직;한영민;최환석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.603-607
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    • 2009
  • 액체로켓엔진 연소기의 내벽에 사용하기 위한 니켈/크롬 도금 공정 개발을 수행하였다. 열충격 시험을 통해 니켈 도금 조건을 선별하였고 니켈/크롬 도금이 수행된 축소형 연소기의 연소시험을 통해 도금 층의 내구성 검증을 수행하였다. 시험결과 도금 층의 균열 및 박리는 발견되지 않았고, 이 결과로부터 현재 사용중인 대기 플라즈마 용사된 세라믹 코팅의 대안으로 니켈/크롬 도금을 액체로켓엔진 연소기에 사용할 수 있으리라 사료된다.

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비자성체 이중관의 원격장 에너지 전달 경로 (Remote Field Energy Flow Path at Nonmagnetic Coaxial Tubes)

  • 이재경
    • 비파괴검사학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.526-531
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    • 2001
  • 공통축 형태로 배치된 비자성체 이중관에 있어서 유한요소해석 상용 소프트웨어와 실험적인 방법을 각각 이용하여 원격장 와전류 에너지의 전달 경로를 연구하였다. 연구결과 이중관에 있어서 원격장 와전류 에너지는 두 관 사이의 공간을 따라 흐르는 것이 아니라, 단일 튜브의 경우와 마찬가지로 외측 튜브의 외면을 따라 흐름을 확인하였다. 이는 원격장 와전류 효과의 관벽투과 특성이 이중관에 있어서도 유효함을 보여주는 것이다. 따라서, 중수로형 핵연료 채널과 같은 이중관 형태를 대상으로 내관 및 외관의 내 외부 결함 탐상, gap 분포 및 지지대의 위치 확인 등에 원격장 와전류 방법의 관벽투과 특성이 응용될 수 있음을 보였다.

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원주방향 균열 존재 증기발생기 전열관에 미치는 지지판의 굽힘제한 영향 (Restrained Bending Effect by the Support Plate on the Steam Generator Tube with Circumferential Cracks)

  • 김현수;진태은;김홍덕;정한섭;장윤석;김영진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제31권2호
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    • pp.277-284
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    • 2007
  • The steam generator in a nuclear power plant is a large heat exchanger that uses heat from a reactor to generate steam to drive the turbine generator. Rupture of a steam generator tube can result in release of fission products to environment outside. Therefore, an accurate integrity assessment of the steam generator tubes with cracks is of great importance for maintaining the safety of a nuclear power plant. The steam generator tubes are supported at regular intervals by support plates and rotations of the tubes are restrained. Although it has been reported that the limit load for a circumferential crack is significantly affected by boundary condition of the tube, existing limit load solutions do not consider the restraining effect of support plate correctly. In addition, there are no limit load solutions for circumferential cracks in U-bend region with the effect of the support plate. This paper provides detailed limit load solutions for circumferential cracks in top of tube sheet and the U-bend regions of the steam generator tube with the actual boundary conditions to simulate the restraining effect of the support plate. Such solutions are developed based on three dimensional finite element analyses. The resulting limit load solutions are given in a polynomial form, and thus can be simply used in practical integrity assessment of the steam generator tubes.

철근콘크리트 깊은 보의 전단 내력에 대한 개구부 보강 효과 (Effect of Reinforcement for Web Opening on Shear Strength of Reinforced Concrete Deep Beams)

  • 이종권;최윤철;이용택
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.699-708
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    • 2007
  • 일반적으로 깊은 보의 개구부 보강을 할 경우 개구부 주변의 부족한 내력에 대해 수직, 수평, 대각, 혹은 혼합된 배근 형태를 사용하게 되는데, 경제성과 구조적 안전성을 고려하기 위해서는 각 배근 형태 및 방법에 따른 깊은 보의 거론 평가와 적절한 조합에 관한 연구가 절실히 필요하다. 이에 본 연구에서는 개구부 보강방법을 변수로 한 simulation 모델을 통해 수직, 수평 보강의 효과에 대해 해석적으로 검증을 한 후, 각 규준에서 제시하고 있는 개구부가 있는 깊은 보의 전단 내력식을 분석하고 해당 식을 보완하여 단순지지 1경간 및 연속 경간에 적용 가능한 전단 내력 산정식을 제안하고자 한다.

내화충전구조 인정제도의 성능기준 및 등급분류 개선에 관한 연구 (A Study on the Improvement of Performance Standard and Classification for the Firestop Accreditation System)

  • 이형도;최윤정;안재홍;정아영;서희원;박진오
    • 한국안전학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.32-39
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    • 2020
  • The fire compartments with fire-resistant construction are installed in the principal structural parts of a building in order to reduce damage in the event of a building fire. As a fire may spread through a crack in the fire compartment, the firestop with secured performance is used according to the procedure, methods, and standards specified in the detailed operation guideline. According to the current detailed operation guideline, vertical members (wall penetration) and horizontal members (floor penetration) are classified into different categories respective to each other for the classification of the firestop. Therefore, an accreditation applicant must apply for the performance test for each structure even if the wall and the floor have the same structure. Also, Grade T is used for the firestop that penetrates the fire compartment. However, in the case of foreign countries, the use of Grade F for the firestop is allowed even if it penetrates the fire compartment. The result of the precedent studies also showed that there was a significantly low possibility of fire to spread even if Grade F was applied for a metallic duct that penetrated the fire compartment. In this study, the improved scheme for the classification and performance standard of firestops was presented by analyzing the results of precedent studies regarding the firestop and domestic and overseas firestop qualification systems.

Feasibility test on EDZ detection by using borehole radar survey

  • 조성준;김정호;손정술;김창렬;성낙훈
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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    • pp.239-244
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    • 2006
  • 현재 건설중인 한국원자력 연구소 내의 지하 처분 연구시설에서 발파에 의한 터널 굴착 중 발생하는 손상대를 모니터링 하기 위해 시추공 레이다 반사법 탐사를 수행하였다. 60m 길이의 진입 터널이 완성되고 끝단에 쉘터가 만들어진 뒤 쉘터로부터 길이 35 m의 수평 시추공을 뚫어 터널 굴착에 따른 손상대 모니터링을 위한 관측공으로 사용하였다. 시추공은 굴착터널로부터 5.5 m 떨어져 있으며, $2{\sim}4$일 간격으로 5회 실험을 실시하였다. 터널의 굴착에 따른 터널면에서의 반사가 가장 강력한 반사면으로 작용하였으며, 서로 다른 날짜의 자료의 비교를 통해 터널 굴착면에 인접한 반사면의 변화를 감지 하였으며 이는 균열대의 생성과 암반 강도의 저하에 의한 것으로 여겨 졌으며 손상대로 평가되었다.

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A Novel Method to Fabricate Tough Cylindrical Ti2AlC/Graphite Layered Composite with Improved Deformation Capacity

  • Li, Aijun;Chen, Lin;Zhou, Yanchun
    • 한국세라믹학회지
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    • 제49권4호
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    • pp.369-374
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    • 2012
  • Based on the structure feature of a tree, a cylindrical $Ti_2AlC$/graphite layered composite has been fabricated through heat treating a graphite column and six close-matched thin wall $Ti_2AlC$ cylinders bonded with the $Ti_2AlC$ powders at $1300^{\circ}C$ and low oxygen partial pressure. SEM examination reveals that the bond interlayers between cylinders or that between cylinder and column are not fully dense without any crack formation. During the compressive test, the strain of the $Ti_2AlC$/graphite layered composite is about twice higher than that of the monolithic $Ti_2AlC$ ceramic, and the compressive strength of the layered composite is 348 MPa. The layered composite show the noncatastrophic fracture behaviors due to the debonding and shelling off of the layers, which are different from the monolithic $Ti_2AlC$ ceramic. The mechanism of the improved deformation capacity and noncatastrophic failure modes are attributed to the presence of the central soft graphite column and cracks deflection by the bond interlayers.

도심지 깊은 굴착으로 발생하는 인접 지반 지표침하 분석 (Analysis of Perimetrical Ground Settlement Behavior for Deep Excavations in Urban Areas)

  • 양구승;김명모
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제13권2호
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    • pp.101-124
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    • 1997
  • 풍화토 및 모래질 충적토가 암반위에 쌓인 형태로 구성된 국내 수도권 도심 지역에서, 깊은 굴착 공사로 인하여 발생하는 인접 지표의 침하에 대해 현장 측정을 중심으로 연구를 수행하였다. 먼저, 토류벽 설치, 중간 말뚝 설치 등 본격적인 굴토 공사가 진행되기 이전의 공정으로 인한 인접 지표침하량, 침하 영향거리 등을 측정, 분석하였으며 다음으로, 본격적인 굴토로 인하여 발생하는 인접 지표의 침하에 대해 침하량, 침하 영향거리 등을 측정, 분석하고 균질한 사질토 지반이나 단단한 점토 지반에 대해 기존에 제시된 연구 결과와 비교하였다. 또한 굴착 공사시 과도한 변형으로 인하여 인접 지표 및 구조물에 균열 등의 피해가 발생한 7개 현장 사례를 통하여 굴착 공사로 인한 인접 지표의 균열 발생 범위에 대하여 분석하였다.

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