충격완충체의 효과를 고려할 수 있는 운반용기의 파열낙하시험 유한요소해석 방법

국문 초록 (Abstract)

방사성물질 운반용기는 가상 사고조건에서 구조적 건전성이 유지됨을 실험 및 수치해석을 통해 입증하여야 한다. 가상 사고조건에 포함되는 파열낙하 조건에 대한 기존 유한요소해석의 경우 충격완충체에서 재료의 파손이 발생하기 때문에 일반적으로 유한요소모델에서 이 부분을 무시하고 해석한다. 본 논문에서는 파열낙하 해석에서 충격완충체의 변형으로 인한 낙하에너지 흡수의 효과를 고려하기 위해 요소의 적분점에서 응력이나 변형율이 재료의 파손 기준치에 도달하면 그 요소를 제거하는 방법을 제안한다. 본 해석방법의 효용성을 보이기 위해 한국원자력연구원에서 설계중인 핫셀 운반용기에 대해 파열낙하 해석을 수행하였으며, 요소제거 기법의 적용을 통해 낙하 에너지의 80% 정도가 충격완충체에서 흡수되는 것으로 계산되었다. 본 해석방법은 시험조건에 비해 보수성을 가지는 평가방법이며, 기존의 해석방법과 비교해 파열낙하 조건을 보다 근사적으로 해석할 수 있는 방법이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Transport package for radioactive material should be structurally safe under puncture drop condition and itssafety should be verified by test and numerical analysis. Most finite element analyses for puncture drop havebeen performed without modeling the impact limiter since failure is occurred in the materials of the impactlimiter. This paper presents a new modeling methodology, where an element is eroded in case that thematerial’s failure criteria are reached at the element’s integration point, to investigate the effect of the impactlimiter in the puncture process. The effectiveness of the proposed scheme is shown through the puncture dropanalysis of hotcell transport cask, which is under design in KAERI. The results show that about 80 percent of thetotal impact energy is absorbed due to the deformation of impact limiter. Using the present method thepuncture drop can be analyzed more accurately, but it would give conservative results compared to the actualtest condition.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• 요 약
• I. 서 론
• Ⅱ. 유한요소해석 방법
• Ⅲ. 해석결과 및 논의
• 가. 용기하부 파열낙하 해석
• 나. 용기상부 파열낙하 해석
• IV. 결 론
• 참고문헌

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