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풍력터빈 잔류응력을 고려한 타워와 하부 플랜지사이의 용접접합 최적화

전문가 제언: ○ 풍력터빈의 타워와 하부 플랜지사이의 용접접합의 형상 최적화가 잔류응력을 고려해서 수행되었다. 순차적으로 결합된 유한 요소법(FEA)이 용접 온도와 잔류응력을 모사하기위해 개발되었다.

○ 이 FEA 법을 사용하여 다른 경사 컷을 갖는 4가지 FE 모델이 잔류응력을 계산하기위해 개발되었고 이것이 용접 형상을 최적화하기 위해 비교되었다.

○ 결과는 복잡한 잔류응력이 발생되고 필릿 용접에 집중된 것을 보여주었다. 내부 오목한 필릿과 외부 볼록한 필릿을 가진 K형 베벨을 사용하여 최소 잔류응력을 얻을 수 있고 이것이 풍력터빈 제작에 참고가 될 수 있다.

○ 구조물에서 잔류응력은 부품을 제작하기 위해 사용된 다양한 제작과 용접 절차의 결과로 발생한다. 이들 잔류응력을 정량화 하는 것은 서비스 시 구조물의 연속적인 무결성을 결정하는데 핵심적인 단계이다. 고장력 담금질?풀림 되고 벤딩된 강판의 T 맞대기 용접주위 잔류 응력이 중성자 변형 스캐닝을 사용하여 측정되었다. 결과는 용접근처의 잔류응력은 용접 잔류응력이 지배적이고 용접에서 떨어진 곳의 응력은 벤딩 잔류응력이 지배적인 것을 보여 주었다.

○ 조선대 김진원 등은 원주방향 배관 용접부의 축 방향 잔류응력 분포를 모사하기 위한 실험실 규모의 시편 형상과 잔류응력 부가 방법을 제시하였다. 제안된 방법에 따라 잔류응력이 부가된 시편에서 측정된 잔류 변형률과 잔류응력을 해석 결과와 비교한 결과, 측정 결과가 설계 시 고려된 해석결과와 잘 일치하였다. 따라서 제안된 방법에 따라 모사시편을 제작할 수 있으며, 제작된 시편은 잔류응력 측정과 잔류 응력 조건에서 균열 거동평가에 활용할 수 있을 것으로 판단하였다.

저자: wenchun jiang
자료유형: 학술정보