• Title/Summary/Keyword: 반복충격하중

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Fatigue Analysis Technique Under Impact Load (충격하중에 의한 피로파괴 해석 기법)

  • 이준현
    • Computational Structural Engineering
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    • v.10 no.3
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    • pp.39-45
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    • 1997
  • 최근 우리 주변에는 기계, 구조물의 고속화 및 대형화에 따른 충격하중의 발생빈도가 급격하게 증가하고 있다. 따라서 이와 같은 충격하중을 받는 기계 및 구조물의 안전성 및 신뢰성 확보를 위하여는 먼저 충격하중 특성을 고려한 내충격 설계기법의 확립이 필요하다. 특히 충격하중의 경우 종래의 파괴역학적 관점에서 주로 다루어 왔던 정적하중 및 피로하중 하에서의 재료거동 특성과 달리 응력파의 전파특성이 재료의 충격강도 및 균열발생, 전파특성에 큰 영향을 미치기 때문에 이를 고려한 역학적 검토가 필요하다. 한편 이와 같은 충격하중이 반복적으로 작용하는 충격피로의 경우 지금까지 많은 연구로 내피로 설계기법이 확립된 일반 피로 특성과 달리 아직 그 주요 메카니즘이 규명되지 않은 부분이 많아 이 부분에 대한 체계적인 연구가 국내에서도 요구된다.

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A Study on Reconstructing Impact Forces of an Aircraft Wing Using Impact Response Functions and Regularization Methods (충격응답함수와 조정법을 이용한 항공기 날개의 충격하중 복원 연구)

  • 박찬익
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.34 no.8
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    • pp.41-46
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    • 2006
  • The capability for reconstructing impact forces of an aircraft wing using impact response functions and regularization methods were examined. The impact response function which expresses the relation between the structure response and the impact force was derived using the information on mass and stiffness data of a finite element model for the wing. Iterative Tikhonov regularization method and generalized singular value decomposition method were used to inverse the impact response function that was generally ill-posed. For the numerical verification, a fighter aircraft wing was used. Strain and deflection histories obtained from finite element analysis were compared with the results calculated using impact response functions. And the impact forces were reconstructed with the strain histories obtained from finite element analysis. The numerical verification results showed that this method can be used to monitor impact forces on aircraft structures.

A Study on Durability Enhancement of Hopper of the Transplanter (정식기 호퍼 내구성 향상에 관한 연구)

  • Lee, Dongkeun;Kim, Young-Joo;Yang, Seung-Hwan;Lee, Sangdae;In, Hyunki
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.51-51
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    • 2017
  • 정식기는 주로 노외에서 사용되므로 사용자에 따라 극심한 작업환경 하에 놓일 수 있다. 사용 중 정식기 호퍼에 토양이나 자갈, 돌 등에 의해 반복적인 하중이 가해지거나 순간적인 충격하중이 가해져 취약부가 파손될 가능성이 있으므로, 토양과 직접 맞닿는 삽날부의 경우 내구성을 고려한 설계/제작이 필수적이다. 본 연구에서는 보행형 반자동 정식기 개발에서 고추묘와 같은 초장이 긴 작물의 묘를 효과적으로 이식할 수 있도록 개선된 삽날에 대해 기존 삽날과 강도 및 강성을 비교하고, 그 결과가 삽날의 내구성에 미칠 영향에 대하여 고찰하였다. 실험에는 양날 개폐 방식의 기존 및 개선삽날 2종이 사용되었으며, 각각 3회씩 정적 강도를 평가하였다. 실제 정식기 사용시 하중이 가해지는 방향은 삽날에 수직한 방향의 압축하중으로 이를 모사하여 일정변위 속도로 삽날에 하중을 가하였으며, 시험 진행시 DAQ 시스템을 통해 실시간으로 하중 및 변위 데이터를 저장하여 시험 종료 후 해당 데이터를 이용하여 $P-{\delta}$ 선도를 도출하였다. 시험 결과 기존삽날의 평균 최대하중이 개선삽날에 비해 높은 것으로 나타났으며, 최대 하중이 나타나는 지점의 변위의 경우, 기존삽날이 개선삽날에 비해 짧게 나타났다. 정적 강도측면에서 개선삽날이 기존삽날에 비해 최대 강도가 낮은 것으로 판단할 수 있으나, 실제 호퍼의 내구성에 영향을 줄 수 있는 주요 인자는 반복적으로 가해지는 비교적 낮은 수준의 충격하중으로 볼 수 있다. 이러한 관점에서 볼 때 일정 수준 이상의 강도를 가지면서, 기존삽날에 비해 낮은 강성을 가지는 개선삽날이 변형을 통한 충격에너지 흡수로 오히려 삽날 조립체(호퍼)의 내구성 측면에서 유리할 수 있다. 따라서 향후에는 기존 및 개선삽날을 적용한 호퍼에 대해 피로시험을 수행하여 관련 내용을 실험적으로 검증하고자 한다.

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Evaluation of Fatigue Life Characteristic of a Fiber-Reinforced Composites under the Repeated Impact Loading (반복충격에 의한 섬유강화 복합재료의 피로수명 특성 평가)

  • Choi J.H.;Kim H.I.;Huh Y.;Seok C.S.;Chang P.S.;Lee C.H.
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2005.10a
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    • pp.1025-1028
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    • 2005
  • Generally, fiber-reinforced composites have the highest possibilities of impact damages with external object collisions. Also, resulting in fatigue fracture considering the continued impact load. For the reasons mentioned above, the accurate understanding of interactions between the impact of composites and the fatigue load will be essential to understand the safety level of material structures. Furthermore, the composite materials and structures, due to the geometrical effect, vary the life in connection with the impact-fatigue. Therefore, I have reached the point that a focus of this study will be to evaluate fatigue fracture characteristics by the impacts-fatigue load of fiber-reinforced composites. Thus, in this paper, I have tried to work on impacts-fatigue load causing aspects and impact characteristics through impact-fatigue test on HTV-5Hl Black 9250 material made- structure, along with to evaluate the expected lift of real structures, the FEM analysis was carried out.

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Impact Characteristics of AFRP Reinforced Concrete Slab (AFRP 보강 콘크리트 슬래브의 충격 특성에 관한 연구)

  • Park, Sung-Jin
    • Journal of the Society of Disaster Information
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    • v.14 no.4
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    • pp.492-500
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    • 2018
  • Purpose: In this paper, based on this background, the main purpose of studying the behavior of concrete slab reinforced with new material fiber in impact loading is investigated by AFRP using aluminum fiber. Results: Research on the use of new materials as reinforcing materials for concrete members has been carried out in many fields such as flexural and shear tests under static loading, fatigue loading under cyclic loading, and application to PC beams. However, And the issue of plate elements is still at a basic stage. Conclusion: In this paper, the dynamic behavior of reinforced concrete slabs is investigated by using AFRP rod reinforced with aluminum fiber.

Vibrational Characteristics of Buried Gas Pipelines under Train Moving Loads (열차 이동하중에 의한 지중 매설 가스 배관의 진동 특성)

  • Won, Jong-Hwa;Kim, Moon-Kyum;Sun, Jin-Sun;Kim, Mi-Seung;Dang, N.Hai
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.13 no.1
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    • pp.1-8
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    • 2009
  • Recently, the vibration of underground structure due to high speed railway loads has been increased substantially as compared with middle and slow speed. The buried gas pipelines under continuous impact forces and repeated loading are more influenced by the vibrational loads than another pipelines. However, the static analysis was not enough to allow for the effect of vibrations because it uses impact factors for the design or analysis process. In this study, characteristics of Pipelines was quantitatively estimated through each conditions of soil covers and train speed, and the new vibration prediction is presented about the vibrational velocity.

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Effect of Repetitive Impacts on the Mechanical Behavior of Glass Fiber-reinforced Polyurethane Foam (반복 충격이 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼의 기계적 성능에 미치는 영향)

  • Kim, Myung-Sung;Kim, Jeong-Hyeon;Kim, Seul-Kee;Lee, Jae-Myung
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.33 no.1
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    • pp.85-91
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    • 2019
  • In a cryogenic storage structure, the insulation system is in an environment in which fluid impact loads occur throughout the lifetime of the structure. In this study, we investigated the effect of repetitive impact loading on the mechanical performance of glass fiber-reinforced polyurethane foam. The repeated impact loading test was conducted in accordance with the required impact energy and the required number of repetitive impacts. The impact behavior of glass fiber-reinforced polyurethane foam was analyzed in terms of stress and displacement. After the impact test, the specimen was subjected to a compression test to evaluate its mechanical performance. We analyzed the critical impact energy that affected mechanical performance. For the impact conditions that were tested, the compressive strength and elastic modulus of the polyurethane foam can be degraded significantly.

Dynamic Nonling Analysis Model for Reinforced Concrete Elements Considering Strain Rate Effects under Repeated Loads (변형율속도를 고려한 반복하중을 받는 철근 콘크리트 부재의 동적 비선형 해석모델)

  • 심종성;문일환
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.2 no.2
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    • pp.73-80
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    • 1990
  • The current analytical techniques for R/C elements under severe dynamic repeated loads, like earth¬quake or impact, have two major problems; one is that the effects of strain rate are not considered and the other one is the current analytical model was developed based on flexural behavior only. This study develops computer software that can idealize the flexural and shear behavior of R/C elements using several parameters and also can consider the effects of strain rate. The analytical results using the developed technique were compared with serveral experimental results and they were generally satisfied.

Evaluation of Effects on Impact Resonance Test for Determining Modulus of Asphalt Concrete (아스팔트 콘크리트 탄성계수 결정을 위한 충격공진시험 영향요소 평가)

  • Kweon, Gi-Chul;Lee, Jae-Hoan
    • International Journal of Highway Engineering
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    • v.9 no.2 s.32
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    • pp.89-99
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    • 2007
  • The stiffness of the asphalt concrete is represented by the complex modulus $E^*$, which is very important properties in the mechanistic design of flexible pavement system. The moduli of asphalt concrete were generally determined by dynamic modulus test. However, the dynamic modulus testing method is too complex, expensive, and time consuming to be applicable on a production basis. The IR(Impact Resonance) method has been shown to be a truly simple nondestructive testing method which produces very repetitive, consistent results. The major object of this study was to estimate of the effects on IR tests for determining modulus of asphalt concrete including impact position, specimen support condition, impact steel ball size and sampling rate. The variations of IR test results with various testing conditions are within ${\pm}2.7%$.

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Development of Large Diameter Hardfacing FCW for Life Extension of Hot Forging Die (열간단조 금형 수명연장을 위한 경화육성용접용 태경 FCW의 개발)

  • Kim, Sung-Ho;Jung, Yun-Ho;Baek, Seung-Hui;Jang, Jong-Hun;Park, Chul-Gyu;Woo, Hee-Chul;Jung, Byung-Ho;Cho, Sang-Myung
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.13-13
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    • 2009
  • 현재 열간단조 금형을 제작함에 있어 육성용접을 실시하는 방법이 금형강 STD61, STD11 등으로 제작하는 방법에 비해 보수나 비용적인 측면에서 이점을 가지고 있기 때문에 점차적으로 증가하고 있는 추세이다. 열간단조 공정에서 금형은 $1000^{\circ}C$이상의 고온재료와 반복접촉하게 된다. 이때 이형제의 사용은 급속냉각 및 급속가열의 열피로를 가속시킨다. 또한, 금형은 반복충격에 의한 기계적 피로를 받게 된다. 이러한 금형의 사용환경을 고려한 FCW는 종래 고가의 $2.8{\sim}3.2{\Phi}$인 외국산 FCW를 사용하였으나 이를 대체한 $3.2{\Phi}$ 태경 FCW가 국내에서 개발되었다. 하지만 개발된 FCW를 사용하여 제작된 금형의 수명이 부족한 현상이 발생하였다. 이에 금형의 수명을 연장시킬 수 있는 내균열성 및 내열충격성을 확보한 태경 FCW의 개발과 개발된 FCW의 성능평가가 요구되었다. 특히 열간단조 금형에 있어서 중요한 내열충격성의 경우 가열과 냉각의 반복 Cycle에 의한 Thermal shock의 평가가 대부분이며 높은 Cycle로 인해 많은 시간이 걸리며, 또한 가열과 냉각을 오갈 수 있는 고가의 시험장치가 요구된다. 그러므로 개발된 FCW 육성용접부의 내균열성 및 내열충격성을 평가할 수 있는 방법에 대한 연구와 특히 내열충격성을 시간이 적게 걸리면서도 경제적으로 평가할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 열간단조 금형 육성용접부의 내균열성 및 열충격특성을 평가할 수 있는 방법에 대한 검토와 특히 내열충격성에 대해 J.W.Kim등의 시험방법을 참고하여 시간이 적게 걸리면서 저 비용으로 열 충격특성을 평가할 수 있는 시험법을 고안하는 것이다. 이를 위한 방법으로 육성용접부의 내균열성을 평가하기 위한 상온 Bending을 실시하였고, 내열충격성을 평가하기 위한 염욕로를 이용하는 고온 Bending을 고안하여 실시하였다. 상온 Bending, 고온 Bending 모두 3점 굽힘시험을 적용하였다. 고온 Bending의 가열방법으로는 염욕로를 사용하여 시편이 대기중에서 약 $850^{\circ}C$의 온도가 될 수 있도록 하였다. 시편은 각각 열처리를 하여 요구 경도를 확보하였고, 이를 염욕로에서 5분간 가열 및 유지하여 취출 후 굽힘하중을 가하여 변위의 정도로 열충격을 평가하는 방법을 사용하였다. 상온 Bending은 극한변형량과 파단부 극한응력으로, 고온 Bending은 고온 극한변형량으로 평가를 하였고, 외국산 FCW를 사용한 육성용접부를 비교대상으로 하였다. 평가 결과 개발된 국산 $3.2{\Phi}$ 태경 FCW의 성능은 외국산 FCW와 유사하거나 우수한 것으로 평가되었고, 실제 금형을 제작하여 현장에 적용한 결과 금형의 수명이 연장된 것이 나타났다.

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