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전단하중을 받는 얇은 원통구조물의 세장비에 따른 좌굴특성 평가 및 시험
Evaluation and Test of Slenderness Ratio Effect on Buckling Characteristics of Thin Cylindrical Structures Subjecting the Shear Loads

구경회   (한국원자력연구소CC0186830  ); 김종범   (한국원자력연구소CC0186830  ); 이재한   (한국원자력연구소CC0186830  );
  • 초록

    본 논문의 목적은 전단하중을 받는 얇은 원통구조물의 세장비에 따른 좌굴특성을 보다 깊이 있게 검토하는 것이다. 이를 위하여 J. Okada 등이 제안한 좌굴평가식을 사용하여 세장비에 따른 좌굴강도 평가를 수행하였다. 좌굴강도 평가 결과들로부터 세장비 L/R=3.1, 1.6, 그리고 1.0을 갖는 세가지 좌굴시험체를 결정하고 이에 대한 수치해석과 좌굴특성시험을 수행하였다. 그 결과, 세장비 L/R=3 이상인 경우 평가식에서 예측된 바와 같은 굽힘좌굴이 지배적으로 나타났으며 세장비 L/R=1.0이하로 작을 경우에는 전단좌굴이 지배적으로 나타났고, 세장비 L/R=1.6 영역에서는 전단과 굽힘좌굴이 동시에 발생하는 복합자굴 특성이 나타났다 그리고 수치해석과 평가식에 의한 좌굴특성평가 결과는 시험결과들과 잘 일치하였다.


    The purpose of this paper is to investigate the slenderness ratio effect on buckling characteristics of thin cylindrical structures subjecting the shear loads in detail. To do this, the buckling strength evaluations were carried out with using the evaluation formulae proposed by J. Okada. From the results of the buckling strength evaluations, the three types of staled cylindrical test specimen, which have L/R=3.1, 1.6, and 1.0, are determined for the numerical analyses and tests. From results, target slenderness ratio over L/R=3 results in dominant bending buckling mode, smaller slenderness ratio under L/R=1 results in dominant shear buckling mode, and near L/R=1.6 region shows the mixed buckling mode which has the bending and shear buckling mode simultaneously. Most results of buckling characteristics obtained by the numerical analyses and the evaluation formulae we in good agreement with those of tests.


  • 주제어

    좌굴강도 .   세장비 .   전단좌굴 .   굽힘좌굴 .   복합좌굴.  

  • 참고문헌 (12)

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    3. S. P. Timoshenko et al., Theory of Elastic Stability, McGraw-Hill, 2nd edn, 1961 
    4. ANSYS User's Manual for Revision 5.1, Volume I,II,III 
    5. RCC-MR, Appendix 7, Analyses taking Account of Buckling, 1985 
    6. G. H. Koo, B. Yoo and J. B. Kim, 'Buckling Limit Evaluation for Reactor Vessel of KALIMER Liquid Metal Reactor Under Lateral Seismic Load,' Int. Journal of Pressure Vessels and Piping, Vol. 78, 2001, pp.321-330 
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    8. K. Tsukimori, 'Analysis of the Effects of Interaction between Shear and Bending Load on the Buckling Strength of Cylindrical Shells,' Nuclear Engineering and Design, Vol. 165, 1996, pp.111-141 
    9. ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section III, Subsection NH, 1995 
    10. N. Yamaki, Elastic Stability of Circular Cylindrical Shells, North-Holland Series in Applied Math. And Mech, 1984 
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    12. RCC-MR Section I, Subsection B : Class 1 Components, 1985 

 저자의 다른 논문

  • Koo, Gyeong-Hoi (14)

    1. 1996 "수정히스테리틱 Bi-Linear 면진베어린 모델을 사용한 지진응답감소" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 20 (1): 127~134    
    2. 1998 "면진용 고감쇠 적층고무베어링의 성능 특성 실험 및 비선형 거동해석" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 2 (4): 73~86    
    3. 2001 "유체속에 잠긴 동축원통 구조물의 진동특성 및 지진응답에 대한 유체부가질량 영향" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 5 (5): 25~33    
    4. 2003 "유체 부가질량 및 감쇠 결정시 점성 및 편심 영향에 대한 유한요소해석" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 7 (2): 21~27    
    5. 2003 "Development of FAMD Code to Calculate the Fluid Added Mass and Damping of Arbitrary Structures Submerged in Confined Viscous Fluid" KSME international journal 17 (3): 457~466    
    6. 2004 "Fluid Effects on the Core Seismic Behavior of a Liquid Metal Reactor" KSME international journal 18 (12): 2125~2136    
    7. 2006 "High Temperature Structural Integrity Evaluation Method and Application Studies by ASME-NH for the Next Generation Reactor Design" Journal of mechanical science and technology 20 (12): 2061~2078    
    8. 2006 "액체금속로 고온 구조건전성 평가기술" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 19 (1): 7~18    
    9. 2007 "KALIMER-600 지진해석모델 개발 및 시간이력 지진응답해석" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 11 (3): 73~86    
    10. 2010 "Assessment of the high-temperature crack behavior for a 316L stainless steel structure with defects" Journal of mechanical science and technology 24 (2): 481~487    
  • 김종범 (21)

  • 이재한 (23)

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