• 항공우주기술
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• 제2권1호
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• pp.213-222
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• 2003

항공우주비행체에 사용되고 있는 복합적층재 구조물에 대한 저속충격 하중이력을 해석하는 방법들에 대하여 고찰하였다. 저속충격문제 연구 초기인 1980년대에 사용된 고전적인 해석방법의 물리적 의미를 살펴보았고, 정현파의 형상으로 가정하여 근사적으로 충격하중 이력을 계산하는 방법에 대해서 살펴보았다. 접촉법칙의 접촉계수나 지수의 크기와 충격하중이력의 해석결과에 미치는 영향을 분석하였고, 결과적으로 선형화된 접촉법칙을 사용하여 충격하중이력을 정확히 해석할 수 있음을 파악하였다. 뿐만 아니라 본 논문에서 제시된 해석 방법을 사용함으로써, 범용 유한요소해석 코드를 사용하여 충격문제를 용이하게 해석할 수 있음을 보였다.

• Composites Research
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• 제22권1호
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• pp.1-8
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• 2009

본 논문에서는 면내하중을 받는 복합적층판의 저속충격거동과 손상을 해석하였다. 초기부터 존재하는 면내변형률을 고려하여 판의 변위장을 새롭게 가정하고, 이 가정된 변위장에 따른 적층판의 구조거동에 대한 유한요소방정식을 유도하였으며, 유한요소해석 프로그램을 코딩하였다. 유한요소해석을 수행하여 참고문헌의 수치해석 결과와 비교하였으며, 충격에너지는 동일하나 충격체의 질량과 속도가 다른 조건에 대해서도 해석하여 초기 면내하중의 영향을 분석하였다. 바닥으로부터 첫 번째 층간면에서의 잠재적인 층간분리 파손영역을 추정하여 초기 인내하중 및 충격조건에 따른 크기의 변화를 고찰하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.155-164
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• 2011

충격 하중 재하 실험의 경우 빠른 하중 재하 속도로 인해 실험 데이터를 측정하는 방법에 있어 많은 어려움이 있다. 또한 부재의 국부적 손상을 측정하지 못함으로써 부재의 동적 거동을 왜곡하는 문제점이 존재한다. 따라서, 본 연구에서는 충격 실험에서의 한계를 극복하기 위하여 명시적(explicit) 유한요소 해석 프로그램인 LS-DYNA를 이용하여 FRP Sheet 및 강섬유로 보강된 콘크리트의 저속 충격 하중 하에서의 동적 거동을 분석하였다. 해석 모델은 1방향 및 2방향 부재이며 충격 하중 재하 시부재의 국부적 파괴를 고려하고 있다. 해석결과 강섬유에 의해 보강된 SFRC와 UHPC 부재의 경우 충격 저항성능이 크게 향상되었다. FRP Sheet로 보강한 경우 GFRP가 CFRP보다 우수한 충격 저항 성능을 보였으며 FRP Sheet의 방향성에 의한 영향은 크게 나타나지 않았다. 본 연구에서 수행된 해석은 충격 실험 결과와의 비교를 통해 그 신뢰성이 검증되었다.

• Composites Research
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• 제21권3호
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• pp.9-17
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• 2008

본 논문에서는 저속충격하중을 받은 필라멘트 와인딩 탄소섬유강화 복합재 압력용기의 잔류강도 저하특성에 대한 수치해석 및 실험결과에 대해서 논한다. 복합재 압력용기의 원통부의 여러 곳에 대해 낙하 공구의 끝단을 모사한 삼각형 충격자를 사용한 저속 충격시험이 실시되었고, 유한요소해석을 수행하여 충격시의 기계적 변형 및 응력분포 거동에 대한 예측을 실시하였다. 충격하중을 받은 복합재 압력용기의 잔류강도 저하 특성을 정량적으로 평가하기 위해, 충격부위를 포함하는 원환시편을 압력용기의 실린더부로부터 채취하여, 원주방향 내압인장강도 측정 수압시험법으로부터, 원환시편의 수압파열 압력을 측정하였다. 결과적으로 본 연구를 통해 충격 에너지의 수준에 따른 잔류강도 변화가 성공적으로 계측되었으며, 복합재 압력용기의 충격손상허용을 정량적으로 평가하기 위한 유용한 방법론이 정립되었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.757-770
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• 1991

본 연구에서는 조속충격을 받는 복합적층판의 거동에 대해 횡전단변형과 대처 짐효과를 동시에 고려하여 선형해석한 결과와의 차이를 비교, 검토하여 저속충격무제 의 해석에 있어서 비선형해석의 중요성을 보이는데 있다.그리고 충격체의 질량과 속도가 충격하중과 판의 거동, 그리고 동적 변형도등에 미치는 영향을 파악하여 복합 적층판의 외부 물체에 의한 저속충격문제를 이해 하고자 한다.

• Composites Research
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• 제23권4호
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• pp.1-6
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• 2010

진주조개를 모방한 생체모방 복합재료의 저속충격 하에서의 동적 거동에 대해 연구하였다. 이러한 복합재료는 단백질과 미네랄 층이 계층구조를 이루고 있다. 유한요소해석을 사용하여 복합재료의 충격거동을 해석하였다. 복합재료의 계층구조가 동적 거동에 미치는 영향을 고찰하였다. 생체모방구조물은 계층구조의 차수가 높아짐에 따라 저속충격에 대해 충격지점에서 구조물이 받는 최대 응력과 변위, 접촉하중을 감소시킨다.

• Composites Research
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• 제26권2호
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• pp.116-122
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• 2013

본 연구는 동일한 코어재를 가지는 알루미늄과 유리섬유의 하니컴 샌드위치 판넬의 저속 충격시 발생하는 충격 거동 및 압축 실험을 통하여 압축 강도와 압축 계수를 살펴본다. 저속 충격을 받는 하니컴의 충격 거동을 살펴보기 위하여 중량 낙하식 충격 시험을 실시하며, 충격을 가한 후 데이터 분석 및 현미경을 통하여 전형적인 충격파손모드와 손상정도를 비교 평가하였다. 동일한 충격에너지일 때 유리섬유 하니컴 샌드위치 판넬이 알루미늄 하니컴 샌드위치 판넬보다 최대 하중이 높고, 탄성 에너지가 크며, 충격 강도가 높은 것을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권10호
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• pp.813-820
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• 2021

본 연구에서는 고체추진제의 동적 응력-변형률 특성을 고찰하기 위하여 저속충격시험을 수행하였다. 저속충격시험 시 충격체(Impactor)의 하중, 변위를 측정하여 고체추진제의 동적 거동을 확인하였다. 3점 굽힘 형태의 저속충격시험을 수행하였고, 이때 발생하는 국소변위와 길이가 짧고 두께가 두꺼운 고체추진제 시편의 전단 변위를 보상하여 순수 굽힘변위를 계산하였다. 보상된 변위와 측정된 하중을 사용하여 응력과 변형률을 계산하였고 응력-변형률 곡선으로부터 고체추진제의 동적 물성을 획득하여 이를 정적 굽힘 물성과 비교하였다. 운용 환경에 따른 온도별 고체추진제의 동적 물성을 획득하기 위해 상온, 고온, 저온에서 실험을 수행하고 결과를 비교분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.24-24
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• 2000

작업 중 공구를 관에 떨어뜨리거나 작업하기 위해 관을 이동하던 중 다른 물체에 부딪힐 경우 복합재로 만들어진 관이 손상을 입게 되는 경우가 생기는데 관이 상황에 따라 얼마나 손상을 입었는지가 본 연구의 관심이다. 충격자는 직경이 25.4mm와 12.7mm인 반구형 2종류와 모서리의 직경이 15mm인 원추형 1종류로 각각 무게가 다르며, 떨어뜨리는 자유낙하 높이는 120mm에서 700mm로 종류에 따라 간격을 달리했다. 실험 장치로는 Dynatup 8250을 사용했으며 충격에너지, 최대충격하중, 충격변위, contact diameter를 측정했다. 시험 후 시편은 방사선 촬영을 하여 충격자의 종류에 따라 손상의 정도가 어떻게 다른지를 파악했다. 직경이 25.4mm인 반구형의 충격자는 표면의 손상은 적었으나 복합재 관의 내부에 delamination이 많이 생겼으며 직경이 12.7mm인 반구형의 충격자는 표면의 손상이 심했으나 내부의 delamination이 상대적으로 적었다. Contact diameter와 최대충격하중과의 관계는 실험치와 이론치가 잘 일치했으나 Kinetic energy와 최대충격하중과의 관계는 실험치와 이론치의 차이가 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권7호
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• pp.44-50
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• 2002

본 논문에서는 저속충격을 받는 복합재 샌드위치 평판의 동적 거동에 관한 연구를 수행하였다. 접촉 하중의 산출을 위해서 Hertz의 접촉법칙을 새로이 수정하는 방법을 제시했는데, 지수를 줄이는 방법과 심재의 두께방향의 탄성계수의 값을 줄여 등가 탄성계수를 계산하는 방법을 사용했다. 접촉하중을 산출하는 비선형 방정식은 Newton-Raphson 방법을 사용하여 계산하였고, 시간적분에는 Newmark-beta 방법을 사용하였다. 이러한 기법과 18절점 가정변형률 솔리드 요소를 적용하여 저속충격 해석용 유한요소 프로그램을 개발했다. 이 프로그램을 이용하여 다양한 복합재 샌드위치 평판의 저속충격에 대한 동적 거동을 해석하였다. 제안된 접촉법칙을 적용한 해석결과를 분석하여 볼 때, 대부분의 경우에서 접촉하중과 접촉시간이 실험결과와 대체로 일치함을 확인하였다.