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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이영석
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 중앙대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수11
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발전 플랜트의 가스터빈은 낮은 고유진동수와 고속회전에 의해 장시간으로 운용되어 설비 부품인 로터 휠, 블레이드, 버켓커버에 손상이 발생된다. 특히, 가스터빈의 에너지 효율과 강성을 보강하기 위한 버켓커버 홀(hole) 주위에서 원심력과 공진에 의한 균열이 발생한다. 버켓커버 홀에 균열이 발생할 경우 버켓커버를 전면 교체하고 있다. 이 경우 장기간의 발전소의 기동정지가 발생할 수 있으며, 막대한 비용과 시간이 요구되므로 용접기술을 활용한 정비방법이 새롭게 제안되었다.
본 논문에서는 새롭게 제안된 버켓커버 용접기술의 신뢰성을 확보하기 위해 유한요소해석을 활용하여 용접모델 개발, 원심력에 의한 열-탄성 구조해석, 버켓커버 용접해석 및 피로수명 해석을 수행하였다. 버켓커버 균열부에 용접열원의 이동을 모사할 수 있는 해석 모델을 개발하기 위해 서브루틴(DFLUX)을 Fortran으로 코딩하였다. 또한 피로수명 해석 상용 프로그램인 FE-safe를 활용하여 용접이 안 된 버켓커버와 용접이 된 버켓커버의 피로수명을 비교/평가하였다. 또한 피로수명 해석 상용 프로그램인 FE-safe를 활용하여 용접이 안 된 버켓커버와 용접이 된 버켓커버의 피로수명을 비교/평가하였다.
본 논문에서는 새롭게 제안된 버켓커버 용접기술의 신뢰성을 확보하기 위해 유한요소해석을 활용하여 용접모델 개발, 원심력에 의한 열-탄성 구조해석, 버켓커버 용접해석 및 피로수명 해석을 수행하였다. 버켓커버 균열부에 용접열원의 이동을 모사할 수 있는 해석 모델을 개발하기 위해 서브루틴(DFLUX)을 Fortran으로 코딩하였다. 또한 피로수명 해석 상용 프로그램인 FE-safe를 활용하여 용접이 안 된 버켓커버와 용접이 된 버켓커버의 피로수명을 비교/평가하였다. 또한 피로수명 해석 상용 프로그램인 FE-safe를 활용하여 용접이 안 된 버켓커버와 용접이 된 버켓커버의 피로수명을 비교/평가하였다.
목차
Ⅰ. 서 론 11.1 연구 배경 11.2 연구 동향 31.3 연구 목적 51.4 연구 내용 및 방법 6Ⅱ. 실 험 92.1 용접 방법 92.2 용접 장비 및 절차 12Ⅲ. 유한요소해석 153.1 용접 FE모델 개발 153.1.1 열-탄소성 해석 모델 153.1.2 맞대기 용접(butt welding) 시편 형상 및 격자망 생성 163.1.3 경계조건 및 용접 비드 183.1.4 열원 모델 203.1.5 용접 후 열처리 203.2 구조해석 모델 개발 223.2.1 터빈 3D CAD 모델링 243.2.2 소재 물성 293.2.3 경계조건 293.2.4 격자망 생성 353.3 버켓커버 용접 해석 373.3.1 격자망 생성 373.3.2 용접 FE모델 403.4 피로수명 해석(기존 버켓커버 vs 용접 된 버켓커버) 41Ⅳ. 결 과 및 토 론 424.1 용접 FE모델 개발 424.1.1 용접 모사 424.1.2 온도 및 잔류응력 424.1.3 용접 후 열처리(PWHT) 484.2 구조해석 모델 개발 494.2.1 버켓커버 응력 494.2.2 고유진동수 504.3 버켓커버 용접 해석 534.3.1 용접 잔류응력 534.3.2 용접 된 버켓커버 응력 534.4 피로수명 해석(기존 버켓커버 vs 용접 된 버켓커버) 56Ⅴ. 결 론 57참고문헌 58국문초록 61Abstract 62
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