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원자력발전소용 전자기기함을 위한 내진검증 해석 모델 개발연구
Development of Model for Seismic Qualification of Electronic Enclosure for Nuclear Power Plant 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.35 no.1, 2011년, pp.47 - 52  

서욱환 (한라대학교 기계자동차공학부)

초록
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이 논문은 내진검증을 수행하기 위한 유한요소 모델의 개발에 대하여 논의한다. 모델개발에 사용된 기기는 미국의 아칸사스 원자력 발전소의 전자기기 함으로써 유한요소해석 모델개발 과정을 보여준다. 증명된 모델은 진동수 50Hz 이하의 모든 주요모드에서 고유진동수가 5% 이내의 정확치를 가져온다. 유한요소모델은 질점질량과 강성도 방법을 사용한 COSMOSM 이라는 소프트웨어를 채용하여 수학적 모델의 eigenvalue 해석 및 동적해석이 수행되었다. 이 모델은 지정된 하중조건에서 AISC에서 규정한 허용응력치 이하를 나타내었다. 이모델에서 얻는 값들은 참고문헌에서 나타내는 내진 규정에 잘 부합하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we describe the development of a finite-element model for seismic qualification. This paper presents finite-element analysis model of the electronic enclosure to be used at Arkansas nuclear power plant, USA. The verified model predicts natural frequencies within 5% error for all major...

주제어

#내진검증   #안전   #유한요소해석   #응력해석   #자유진동수   #허용응력  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 참고문헌(3)에서 모달 진동 시험에 대하여 자세한 결과를 보여주고 있으며 그것과 병행하여 동적해석 및 응력해석의 과정 중 전자기기함의 일부분의 구조를 적절히 수정하여 참고문헌(1)의 요구조건을 만족하는 유한요소 모델을 개발하여 시험을 하지 않고 기기검증을 완료하는 방법을 제시하고 있다.
  • 수정된 모델에 대한 eigenvalue 해석이 수정된 시스템의 자유진동수을 얻기 위하여 수행되었다. Table 2에서와 같이 전자기기함의 도어부분에 첫 번째 굽힘 모드와 관련하여 그 계에서 가장 작은 약 6.
  • 예비모델에 대한 eigenvalue 해석이 그 시스템의 자유진동수(natural frequency)를 얻기 위하여 수행되었다.
  • 원자력 안전과 관련된 시스템에서 요구되는 것 중에서 필수적인 것은 지진 발생에 대비하는 내진안전검증이 있다. 이 논문은 내진 검증을 증명하고 장차 사용될 증명된 유한요소 해석모델을 개발하는 방법이 제시되었다. 여기서 사용된 모델은 미국의 아칸사스(Arkansas) 원자력 발전소에서 사용되기 위해 미국의 Wyle 연구소에서 제작되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
내진안전검증의 목적은 무엇인가? 원자력 안전과 관련된 시스템에서 요구되는 것 중에서 필수적인 것은 지진 발생에 대비하는 내진안전검증이 있다. 이 논문은 내진 검증을 증명하고 장차 사용될 증명된 유한요소 해석모델을 개발하는 방법이 제시되었다.
집중질량 요소가 사용되는 이유는 무엇인가? 즉 실제 기기에서 사용되는 모든 부분이 고려되어야 한다. 원자력발전소에서 사용되는 기기 및 부품은 전기적인 구조 즉, 전기기기, 구동모터, 콘트롤 밸브 등의 구조해석을 합리적으로 하기 위하여 집중질량(lumped mass) 요소가 사용된다. 이렇게 설치된 구조물은 실제 이론 해석 방법, 유사해석 및 내진시험 등의 최선의 방법으로 검증 된다.
유한요소해석 방법의 장점은 무엇인가? (1,2) 전기 구조물 혹은 기기는 경제적인 측면에서 유한요소해석 방법이 가장 유용한 방법으로 알려져 있다. 이 기술은 전체 구조물의 상세한 응력해석 뿐만 아니라 시험방법의 어려움과 비용 절감에 무척 도움이 된다. 그리고 유한요소 모델 및 해석은 쉽게 구조물의 재구성 등으로 소정의 요구조건을 만족하는 작업을 수행하게 된다. 덧붙여서 거대한 구조물의 구성 및 다중 힘의 부하에도 쉽고 효과적으로 적용된다. 그러므로 전자기기함을 위한 유한요소모델의 개발은 매우 중요하다.
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참고문헌 (8)

  1. ANSI/IEEE Std. 344-1987, 1987, "IEEE Recommend 

  2. U.S. Nuclear Regulatory Commission, 1988, 

  3. KONEL/Wyle Laboratories, 1994, "Report No. RN 

  4. COSMOSM User's Manual, 1990, Structural Research 

  5. Clough, R. W. and Penzien, J., 1975, "Dynamics of 

  6. Meirovitch, L., 1986, "Elements of Vibration 

  7. Humar, J. L., 1990, "Dynamics of Structures," 

  8. Zienkiewicz, O.C., 1977, "The Finite Element 

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