충격완충제의 효과를 고려할 수 있는 운반용기의 파열낙하시험 유한요소해법 방법

• 영문명: A Finite Element Modeling for the Puncture Drop Test of a Cask with the Failure of Impact Limiter
• 발행기관: 한국방사성폐기물학회
• 저자명: 권기찬 서기석 유길성
• 간행물 정보: 『Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology (JNFCWT)』Vol.7 No.1, 9~16쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2009.03.31

국문 초록

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.

영문 초록

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

키워드

파열낙하 운반용기 가상 사고조건 충격완충체 방사성물질 Puncture drop Transport cask Hypothetical accident condition Impact limiter Radioactive material