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굽힘하중을 받는 배관의 파단전누설거동 및 균열개구변위
Leak-Before-Break Behavior and Crack Opening Displacement in Piping Under Bending Load 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.34 no.6=no.297, 2010년, pp.725 - 730  

남기우 (부경대학교 신소재공학부)

초록
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부정정계 배관의 두께 관통 후 파단전누설 거동과 균열개구변위는 정정계 배관과 비교하여 연구 하였다. 부정정 배관은 균열 발생으로 인한 최대 강도의 감소가 비교적 적었다. 부정정 배관계의 파단 전누설 거동은 정정계 배관보다 더 안전 하였다. 균열개구변위는 미관통균열을 가지는 배관에서 균열 관통 후 평가하기 위하여 제안된 소성힌지를 사용하여 평가하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The leak-before-break behavior and the crack opening displacement were investigated of statically indeterminate piping system and statically determinate piping system after a crack penetration. The reduction in the ultimate strength caused by a crack was relatively small in the statically indetermin...

주제어

#파단전누설거동   #굽힘하중   #균열개구변위   #배관   #균열관통  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 원주방향균열을 가지는 정정 및 부정정 배관의 파단전누설 거동 및 소성 붕괴특성과 부하과정에서 관통한 원주방향균열의 균열개구변위를 계산과 실험으로 평가한 결과를 기술하였다.여기에 1.
  • 본 연구에서는 중앙에 원주방향균열을 가지는 정정배관과 고정단에 원주방향균열을 가지는 부정정한 배관의 파단전누설 거동 및 부하과정에서 관통한 균열의 균열개구변위를 평가한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 일반적으로 초기균열이 깊고, 각도가 작을 수록 파단전누설이 성립하기 쉽다. 본 연구에서는 하중-변위곡선에서 얻어진 붕괴시 하중과 균열관통시 하중비 (PB/PL)를 비교ㆍ검토하였다. 정적 하중하의 파단전누설 거동 정의에 의하여 (PB/PL)가 1이상의 경우에는 파단전 누설이 성립하게 된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
다중방호설계란 무엇인가? 원자력플랜트, 고압용기 및 LNG 탱크 등은 매우 높은 안정성이 요구되고 있다. 그 안정성을 보증하고, 중대사고를 방지하기 위한 유용한 개념이 다중방호설계이다. 이 다중방호설계의 개념을 적용한 것이 파단전누설 설계법으로 활발한 연구가 실시되고 있다.
부정정 배관의 정정보에 비해 가진 특징은? 그런데, 실제의 플랜트 배관은 지지부가 존재하고 있기 때문에 부정정이 되는 경우가 많다. 이러한 관점에서 정정 및 부정정 배관의 소성붕괴거동 및 파단전누설 특성에 관한 해석적 연구를 실시하여, 부정정 배관은 정정에 비교하여 파단 전누설에 대한 안정성이 매우 높다는 것을 밝혔다.(4~6) 그러나 실험에 의한 검증은 실시되지 않았다.
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참고문헌 (9)

  1. Ahn, S. H., Nam, K. W. Yoo, Y. S., Ando, K., Ji, S. H., Ishiwata, K. and Hasegawa, K., 2002, "Fracture Behavior of Straight Pipe and Elbow with Local Wall Thinning," Nuclear Engineering and Design, Vol. 211, pp. 91-103. 

    상세보기 crossref

  2. Anh, S. H. and Nam, K. W., 2005, “Effect of Wall Thinning on the Failure of Pipes Subjected to Bending Load”, Transactions of the KSME(A), Vol. 29, No. 4, pp. 601-606. 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. Ahn, S. H., Nam, K. W., Takahashi, K., Ando, K., 2006, “Comparison of Experimental and Finite Element Analytical Results for the Strength and the Deformation of Pipes with Local Wall Thinning Subjected to Bending Moment”, Nuclear Engineering and Design, Vol. 236, pp. 140-155. 

    상세보기 crossref

  4. Liu, S. P.,Hidaka, A., Kojima, T. and Ando, K., 1996, "Ultimate Strength and Plastic Collapse Behavior of Statically Indeterminate Beams with Crack," JSME. Vol. 62, No. 595, pp. 90-97. 

  5. Liu, S. P. and Ando, K., 1996, "Ultimate Strength and Plastic Collapse Behavior of Statically Indeterminate Pipes with Crack and Compliances," JSME. Vol. 62, No. 597, pp. 48-55. 

  6. Liu, S. P. and Ando, K., 1996, "Leak Before Break and Plastic Collapse Behavior of Statically Indeterminate Pipe System with Circumferential Crack" , JHPI, Vol. 34, No. 6, pp. 2-10. 

  7. Hasegawa, K., Sakata, S., Simizu, T., Shida, S., 1983. Prediction of Fracture Tolerances for Stainless Steel Pipes with Circumferential Cracks. ASME Int. J. Press. Ves. Piping, Vol. 95, pp. 65-78. 

  8. Paris, P. C. and Tada, H., 1983, NUREG/CR-3464. 

  9. Ahn, S. H., Ando, K., Ishiwata, M. and Hasegawa, K., 1998, "Plastic Collapse Behavior of Pipes with Local Wall Thinning Subjected to Bending Load and Allowable Limit," JHPI. Vol. 36, No. 4, pp. 225-233. 

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