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문제 정의
- 기존 연구결과들 중 대표적인 최신 연구인 HW (International Institute of W이ding) X/XV RSDP (residual stress and distortion prediction) round- robii普에 대해 사용중 적합성 평가 측면에서 검토하고 재해석을 수행하여 기존 연구의 문제점을도출하고자 한다. HW의 Commission X(파괴방지) 와 XV(용접설겨))는 잔류응력과 변형 예측 연구를 위한 연합'워킹 그룹(joint working gro叩)을 1996 년에 구성하였다.
- 따라서 본 논문에서는 잔류응력 해석기술과 대표적인 선행 연구결과(3)를 사용중 적합성 (FFS: fitness-for-service) 평가 즉면에서 검토하여 용접구조물의 사용중 적합성 평가를 위한 최적의 잔류응력 해석절차를 도출하였다.
- 본 논문에서는 사용중 적합성 평가용 잔류응력해석절차와 관련된 주요한 관찰과 결론을 얻기위해 몇몇 예들을 상세하게 검토 제시하였으며최종적으로 다음 아래와 같은 특성을 가진 사용중 적합성 평가용 잔류응력 해석절차를 개발 제시하였다.
- 1 에서 제시하고 있는■ 세가지 현상들(열 유동, 용융으로부터 상온까지 변화하는 고온 재료거동, 연결부 구속조건 하에서의 천이상태와 변형률 상태)을 적절히 묘사할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 세가지 현상들 중 해석시 고려가 어려운 열유동 모델링과 고온 재료거동의 두 가지 분야로분리하여 잔류응력 해석기술을 검토하고자 한다.
- 응력확대계수(SIF: stress intensity factor)에 대한 잔류응력의 영향을 고찰하여 사용중 적합성 평가목적을 위한 잔류응력 해석절차를 제시하고자 한다. 이러한 절차는 사용중 적합성 평가를 위해용접 구조물의 잔류응력 분포를 결정하는데 적합한 기초를 제공할 것이다.
- 이러한 예상을 구체화하기 위해 보일러 압력용기보수 용접부를 이용하고자 한다. 유한요소 해석으로 예측되고 실험으로 검증된 보일러 압력용기축방향 잔류응력 분포^를 Fig.
- 잔류응력 분포에 미치는 마르텐사이트(martensite) 변태 효과와 용융/재용융 효과로 분류하여고온 재료거동을 검토 제시하고자 한다.
가설 설정
- 각 성분들로 분리시。‘■에 의해서 지배될것이고 반면에 자기 평형 형태의 분포는 b's.e에의해 지배될 것이다.
- 。자기 평형 형태의 잔류응력 분포의 경우에도각 응력 성분들이 적절히 분리되어지기만 한다면 자기 평형 성분의 2차 함수 가정은 타당하다. 이러한 가정의 타당성을 증명하기 위해실험으로 검증된 원주방향 용접부의 잔류응력분포(2。)가 折& 21(a)와 같이 이용되어진다.
- 이러한 개략화 계산과 정밀한 유한요소 해석 사이의 차이는 용접부 파괴거동에 어떤 주목할만한 영향도 줄 수 없는 매우 국부적 단계에서만 발생한다. 따라서 평형 등가 조건이 적절히 부가된다면 2차 함수로의 가정은 응력확대계수 계산에 적합할 것이다.
- 18(b)에서 보이는 바와 같이, 응력확대계수에 대한 자기 평형 성분의 영향은 미약하며 응력확대계수에 대한 굽힘 응력 성분의 영향이 지배적임을 알 수 있다. 운전하중과 잔류응력 사이의상호작용을 증명하기 위해, 68.95MPa의 균등한막 응력이 배관 축방향을 따라 작용한다고 가정 하였다. Fig.
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