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소성거동을 고려한 원주방향 관통균열 열림에 미치는 압력유기굽힘의 구속효과 평가 모델
Evaluation Model for Restraint Effect of Pressure Induced Bending on the Circumferential Through-Wall Crack Opening Considering Plastic Behavior

김진원   (조선대학교 원자력공학과UU0001180  );
  • 초록

    This paper presents the model for evaluating restraint effect of pressure induced bending (PIB) on the circumferential through-wall crack opening displacement (COD), which considers plastic behavior of crack. This study performed three-dimensional elastic-plastic finite element (FE) analyses for different crack angle, restraint length, pipe geometry, stress level, and material conditions, and evaluated the influence of each parameter on the PIB restraint effect on COD. Based on these evaluations and additional perfectly-plastic FE analyses, a closed-form model to evaluate the restraint effect of PIB on the plastic crack opening of circumferential through-wall crack, was proposed as functions of crack angle, restraint length, radius to thickness ratio, axial stress corresponding to an internal pressure, and normalized COD evaluated from linear-elastic crack opening condition.


  • 주제어

    압력유기굽힘 .   구속효과 .   균열열림 .   소성거동 .   평가모델.  

  • 참고문헌 (11)

    1. Pipe Break Task Group, 1984, 'Evaluation of Potential for Pipe Breaks,' NUREG-1061, Vol. 3 
    2. Zahoor, A., 1989, 'Ductile Fracture Handbook,' EPRI NP-6301-D 
    3. Rahman, S., Ghadiali, N., Wilkowski, G., Moberg, F., Brickstad, B., 1998, 'Crack-openingarea Analyses for Circumferential Through-wall Cracks in Pipes - Part III : Off-center Cracks, Restraint of Bending, Thickness Transition and Weld Residual Stresses,' Int. J. Press. Ves. & Piping, Vol. 75,. pp. 397-415 
    4. Ghadiali, S., Rahman, S., Choi, Y.H., and Wilkowski, G.M, 1996, 'Deterministic and Probabilistic Evaluations for Uncertainty in Pipe Fracture Parameters in Leak-Before-Break and In-Service Flaw Evaluations,' NUREGI CR-6443 
    5. Wilkowski, G., Olson, R., Scott, P., 1997, 'State-of the-Art Report on Piping Fracture Mechanics,' NUREGICR-6540 
    6. Scott, P., Olson, R., Bockbrader, J., Wilson, M., Gruen, B., Morbitzer, R., Yang, Y., Williams, C., Burst, F., Fredette, L., Ghadiali, N., 2005, 'The Battelle Integrity of Nuclear Piping (BINP) Program Final Report,' NUREGICR-6837 
    7. Miura, N., 2001, 'Evaluation of Crack Opening Behavior for Cracked Pipes Effect of Restraint on Crack Opening,' ASME-PVP, Vol.423, pp. 135-143 
    8. Norris, D.M. and Chexal, B., 1987, PICEP : Pipe Crack Evaluation Program (Revision 1), EPRI NP-3596-SR, Rev.1 
    9. Kim, J.W. and Park, C.Y., 2001, 'Effect of Restraint of Pressure Induced Bending on Crack Opening Evaluation for Circumferential ThroughWall Cracked Pipe,' Trans. of KSME (A), Vol.25, No.11, pp.1873-1880 
    10. Kim, J.W., 2004, 'Evaluation of Restraint Effect of Pressure Induced Bending on the Elastic-Plastic Crack Opening Behavior,' Int. J. Press. Ves. & Piping, Vol. 81, pp. 355-362 
    11. ABAQUS Users Manual, Version 6.3, Hibbitt, Karlson & Sorensen, 2000 

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    1. 2002 "배관실험을 통한 국부감육 배관의 손상거동 평가" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 26 (4): 731~738    
    2. 2002 "Effects of Microstructure on the Fretting Wear of Inconel 690 Steam Generator Tube" Journal of the Korean Nuclear Society = 원자력학회지 34 (2): 132~141    
    3. 2002 "내압과 굽힘의 복합하중에서 내부 감육배관의 손상기준" 산업안전학회지 = Journal of the Korean Institute of Industrial Safety 17 (4): 52~60    
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    5. 2003 "원주방향 노치형 감육부를 가진 배관의 손상거동 평가" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 27 (8): 1295~1302    
    6. 2003 "3차원 유한요소해석을 이용한 엘보우의 감육 결함 특성 평가" 산업안전학회지 = Journal of the Korean Institute of Industrial Safety 18 (3): 39~45    
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    10. 2005 "내부 감육 배관의 손상압력 평가 모델 개발" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 29 (7): 947~954    

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