The purpose of this paper is to analyze the impact response behaviors of glass/epoxy laminated composite plates subjected to the transversely impact of a steel ball. For this purpose, dynamic finite element analysis based on the higher-order shear defomation plate theory is used to compute the contact forces, rebound velocity of a steel ball, and dynamic strain response histories. And low-velocity and high-velocity impact experiments were conducted to compare the results and compute the wave propagation velocities. The results obtained from impact experiments are in good agreement with those of dynamic finite element analysis. Also the wave propagation velocities obtained from high-velocity impact experiments and wave propagation theory agree well, and wave velocities were higher in the smaller radius of steel ball.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2011.04a
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pp.531-538
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2011
To ensure the structural integrity of membrane type LNG tank, the rational assessment of impact pressure and structural responses due to sloshing should be preceded. The sloshing impact pressures acting on the insulation system of LNG tank are typical irregular loads and the structural responses caused by them also very complex behaviors including fluid structure interaction. So it is not easy to estimate them accurately and huge time consuming process would be necessary. In this research, a simplified method to analyze the dynamic structural responses of LNG tank insulation system under pressure time histories obtained by sloshing model test or numerical analysis was proposed. This technique basically based on the concept of linear combination of the triangular response functions which are obtained by the transient response analysis under the unit triangular impact pressure acting on structures in time domain. The validity of suggested method was verified through the example calculations and applied to the structural analysis of real Mark III type insulation system using the sloshing impact pressure time histories obtained by model test.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.15
no.3
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pp.713-722
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1991
본 연구에서는 graphite/epoxy와 glass/epoxy 그리고 graphite/epoxy와 kevl- ar/epoxy의 혼합적층된 복합재료 평판의 저속충격에 대한 응답을 유한요소 모델을 사 용하여 수치해석 한후, 각각의 단일적층판들의 결과와 비교하였으며, 이때의 접촉력 관계식은 Yang과 Sun이 제안한 수정된 접촉법칙을 이용하였다. 또한, 수치해석 결과 에서의 충격자의 속도변화로써 혼합적창판 배열에 따른 에너지 흡수율을 계산하였고, 이를 충격특성이 취약한 graphite/epoxy 단일 적층판의 결과와 비교 고찰하였다.
원자력발전소의 콘크리트 격납용기구조물등과 같이 안전성이 높게 요구되는 구조물들은 예기치 않은 혹은 부주의한 사고로 인하여 발생하는 비산물체에 의한 충격에 충분히 저항할 수 있도록 설계되어야 한다. 이러한 물체에 의한 충격은 벽면의 국부적인 피해와 벽 전체의 전반휨응답으로 나타나며, 이에 저항하기 위해서는 벽체의 관통이나 스캐빙(scabbing)이 일어나지 않도록 벽두께를 결정하여야 하고 또한, 파괴가 일어나지 않도록 벽체를 설계하여야 한다. 본 논문에서는 지금까지 연구된 충격현상에 대한 이론 및 실험결과를 토대로 하여 벽면의 국부효가 발생시 이와 동시에 진행되는 탄성효과 및 전반거동효과를 고려하여 관입깊이를 계산할 수 있는 이론을 유도하였으며, 기존의 실험결과를 이용하여 이론적인 결점을 보완한 반이론식을 제안하였다. 또한, 본 논문에서는 실험결과와 기존식성충격과 소성충격을 구분짓는 스폴링속도에 대한 개념을 제시하였다. 본 논문은 충격을 받는 철근콘크리트 구조물의 벽체설계에 유용한 토대를 제공할 것으로 사료된다.
In this study, impact transient responses of (Graphite/Epoxy) laminated composite subjected to low-velocity impact are investigated using a finite element method. Dynamic von-Karman plate equations considering large deflection of plate are modified to include the effect of transverse shear deformations as in Mindlin plate theory and also the rotary inertia effect is considered. The convergence of transient responses is used contact law established through the statical indentation test. We investigate displacements, contact forces and strains by thickness variation of various laminated composite. We compare and analyze each results.
지하구조물의 건전성을 평가하기 위한 비파괴시험으로써 탄성응력파를 이용한 충격반향탐사법을 수치해석적인 방법을 통하여 수행하였다. 즉, 일면만으로 접근 가능한 터널 면에서의 충격가진과 동적응답의 측정으로 이질면을 포함한 내부의 상태를 예측할 수 있다. 연구의 수행은 탄성거동을 하는 매질 내부에서 전파되는 탄성응력파의 특성을 이해하고, 이를 동적 유한요소해석으로 모형화하여 충격반향탐사법을 수치해석적으로 수행한다. 이질재료가 2개의 층을 이루고 있는 경우 표면층의 두께를 쉽게 측정할 수 있었으며, 구조물의 병진운동, 휨운동과 구조물 내에서 다중반사되는 탄성응력파에 의한 복합적인 영향을 받는 터널과 같은 원통형 구조물에서 동적응답의 주파수 특성으로부터 터널라이닝 내부에 형성된 공동의 위치와 크기의 예측이 가능하였다. 수치해석적인 방법과 병행하여 다양한 형태의 경계조건을 가지는 구조물에 대한 충격반향탐사법의 실험을 수행할 경우 실제적인 문제에 적용, 건전성 평가의 지표를 마련할 수 있을 것으로 사료된다.
Park, Chan-Young;Yang, Hong-Jun;Lee, Kyoung-Hoon;Woo, Kwan-Je;Koo, Man-Hoi;Joo, Jae-Hyun
Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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v.14
no.6
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pp.986-992
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2011
In this paper, the characteristics of shock behavior of multi-layered panels under impact were studied. The panels consist of four different lightweight materials including al, al-foam, rubber and FRP in order to enhance their shock energy absorption. A commercial code, Ls-dyna was used to build the numerical model and study shock behavior based on the analysis of shock response spectrum and peak response acceleration. The reliability of the numerical model was estimated by its comparison with the experimental results acquired under the same impact conditions.
본 연구에서는 이동제한장치가 있는 연속교의 지진응답특성을 고찰하였다. 일점고정연속교에 있어서 이동제한장치는 교각이 탄성거동을 하는 경우 교축방법 수평력 분산기능이 있으며 교각하부에 소성힌지가 발생하거나 내진분리베어링이 있는 경우에는 최대변위 및 비탄성거동에 따른 잔류변위제한에 매우 효과적이다. 상부구조와 이동제한장치의 충돌시 발생하는 충격력은 완충재의 사용으로 상당히 감소시킬 수 있다. 이동제한장치의 설치위치 및 이격거리는 이동제한장치가 설치될 하부구조의 강성 및 강도와 온도변화, 급제동력, 작은 지진발생시 충돌여부, 신축이음장치유간 등을 고려하여 결정되어야 한다.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.38
no.10
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pp.1125-1131
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2014
This work presents a vulnerability assessment procedure for a complex structure using vibration characteristics. The structural behavior of a three-dimensional framed structure subjected to impact forces was predicted using the spectral element method. The Timoshenko beam function was applied to simulate the impact wave propagations induced by a high-velocity projectile at relatively high frequencies. The interactions at the joints were analyzed for both flexural and longitudinal wave propagations. Simulations of the impact energy transfer through the entire structure were performed using the transient displacement and acceleration responses obtained from the frequency analysis. The kill probabilities of the crucial components for an operating system were calculated as a function of the predicted acceleration amplitudes according to the acceptable vibration levels. Following the proposed vulnerability assessment procedure, the vulnerable positions of a three-dimensional combat vehicle with high possibilities of damage generation of components by impact loading were identified from the estimated vibration responses.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.8
no.4
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pp.247-256
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2004
The damage curves for the 2-story shear building to the impulsive rectangular loads were established with the peak load and Impulse ratio producing the critical displacement. The convolution integrations with the Impulse response matrix and the loads were used to find the responses of the building. The impulse response matrix required in the calculations of the convolution integration were found with the mode superposition method It is shown from the established damage curves that the responses of the top and bottom floor are sensitive to the magnitude and the impulse of the loads respectively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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