• 대한기계학회논문집A
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• 제40권3호
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• pp.281-288
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• 2016

복합재는 재료 불균질성에 의해 고속 충돌 시 방호성능 자료가 산포한다. 본 연구에서는 다수의 충돌시험으로 복합판재 잔류속도 산포를 확보하고 수치해석으로 예측하는 방법을 정립하였다. 먼저 10개의 동일 시편으로 인장시험을 수행하여 파단변형률 산포를 얻었다. 같은 재료로 제작된 4ply([0/90]s)와 8ply([0/90/0/90]s) GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) 복합판재에 FSP(Fragment Simulating Projectile) 고속 충돌시험을 동일 조건에서 다수 수행하여 잔류속도 산포를 얻었다. 인장시험에서 얻어진 파단 변형률 분포를 이용하여 수치해석을 수행하였다. 충돌속도는 4ply와 8ply 각각 411.7m/s와 592.5m/s이다. 시험 결과와 비교하여 적절한 잔류속도의 산포를 예측할 수 있었다. 추가적으로 복합판재의 경우 Solid요소 대비 Layered Solid요소로 모델링하면 계산시간이 감소되었다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제20권6호
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• pp.752-757
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• 2017

새로운 공정으로 제작한 금속판재(MMC)가 운동에너지탄을 막는 부가방호구조로 적용가능성을 확인하기 위해 고속충돌시험 및 수치계산으로 평가연구를 수행하였다. 충돌속도는 1.3 km/s 이상에서 우선적으로 수직충돌상황만 고려하였다. 연강의 반무한판에 대한 침투깊이를 기준값으로 설정하고 새로운 부가장갑을 설치하는 경우에 대해 침투깊이 및 질량효율을 비교 검토하였다. MMC판재의 제작은 한국재료연구소에서 이루어졌으며, 이 재료에 대한 고속변형 물성은 포항공과대학에서 수행되었다. 결과는 다음과 같이 요약된다. (1) 연강 반무한판에 세라믹 판재를 부가하는 것만으로도 방호성능 감소 없이 중량이득이 나타난다. (2) 세라믹 판재 앞뒷면에 연성의 금속을 추가 부가하면 중량 증대 없이도 방호성능은 다소 증가하였다. 이는 세라믹을 감싸는 효과가 일부 나타난 것으로 판단된다. (3) 세라믹 판재 앞뒷면에 부가된 연성의 금속을 MMC로 변경한 경우 방호성능 감소 없이 방호성능이 추가적으로 다소 증대되었다. 이것은 단순 연성의 금속보다는 연성과 취성을 모두 지니는 MMC가 바람직한 역할을 수행하였다고 보인다. 즉 세라믹을 감싸는 encapsule 효과 및 탄 저지력이 우수한 세라믹의 취성이 동시에 나타남을 의미한다. (4) 마지막으로 현재의 자료만으로는 강화재로 SiC와 B4C중에 우열을 가리기에는 미소한 차이만 발생하기에 부족함이 있다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.318-323
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• 1998

사용 후 핵연료 수송용기의 충돌사고에 대한 안전성은 층격완충체의 층격흡수특성에 지배되며, 충격완충체의 충격홉수특성은 외부의 케이스와 내부 격막판 둥의 철제 구조물과 내부에 삽입된 충격흡수재의 변형특성에 지배를 받는다. 충격흡수재를 감싸주는 철제 케이스와 내부 격막판의 용접 접합부는 일부 부분이 제작공정상 부득이 부분용접의 접합형태를 갖기 때문에 판재나 완전 접된 부분에 비해 강도가 약해 충돌사고시 취약부위가 파단된다. 이러한 케이스 용접부의 파단은 충격완충체의 변형특성을 변화시켜 충격흡수거동이 달라지는 원인이 된다. 따라서, 본 연구에서는 용접 접합부의 강도특성을 수송용기의 자유낙하 충돌해석에 적용할 수 있는 해석모델을 구성하고 부분용접된 접합부의 파단강도가 수송용기의 충돌거동에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.312-317
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• 1998

사용 후 핵연료 수송용기는 자유낙하 충돌사고에 대비해 양 끝단에 충격완충체를 부착하는데 이 충격완충체의 층격흡수특성은 수송용기의 구조적 안전성애 크게 영향을 미친다. 충격완충체의 층격흡수재를 감싸주는 철제 케이스와, 내부 격막판의 용접 접합부는 제작공정상 일부 부분이 부분접합 형태를 갖기 때문에 완전 접합된 부분이나 모재인 판재 부분에 비해 강도가 약하다. 따라서, 본 연구에서는 충격완충체의 부분접합부와 같은 조건의 접합상태를 고려한 용접시편의 시험을 통해서 충격완충체 케이스의 용접 접합부에 대한 접합강도와 기계적 특성을 분석하고, 접합부의 강도특성이 수송용기의 자유낙하 충돌거동에 미치는 영향을 예측하였다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.349-356
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• 2004

자동차의 외관품질과 관련된 외판재용 고강도강으로는 내 dent성을 향상을 위해서 IF-HSS강과 BH강의 사용량이 크게 증가하였으며, 최근에는 490MPa급 DP강이 적용되기 시작하고 있다. 그리고 내판 판넬의 경우에는 고가공성 을 갖는 고강도강의 개발으로 고강도강의 사용량이 늘어나고 있다. 내판재 중 승객의 안전과 관련된 멤버, 필라와 같은 구조부재는 중간 정도의 강도를 갖는 고강도강을 주로 적용되어 왔으나, 최근 차체경량화 요구의 증가로 590MPa급 이상 고강도강이 적용되기 시작하였으며, 특히 고속변형에서 에너지 흡수능이 우수한 TRIP (Trans-formation Induced Plasticity)강 및 DP(Dual Phase)강에 대한 관심이 크게 증대되고 있다. 저속충돌에서 차체를 보호하는 범퍼보강재는 고강도화가 빠르게 진행되어, 현재는 석출경화강에 변태 조직 강화를 더한 780MPa급 이상의 초고강도강을 주로 사용하고 있으며, 1370MPa급 까지 적용하고 있다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제5권2호
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• pp.228-238
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• 2002

Using the dynamic explicit program NET3D, oblique impact between long rod penetrator and metallic plate was analyzed. Compared with an experiment and AUTODYN-3D analysis result, the accuracy of NET3D program was examined. It was proved that NET3D program could analyze comparatively exactly oblique impact phenomenon between long rod penetrator and metallic plate. The final deformed configuration of penetrator predicted by NET3D program was more close to experimental result than commercial program AUTODYN-3D. But, in order to increase the reliability of NET3D program in the simulation of tensile fracture phenomenon, the additional research is required.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1021-1026
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• 2011

경량화와 강도 관점에서 구조부재에 대한 충돌 문제들은 방위산업, 고속운송수단을 포함한 다양한 분야에서 매우 중요시 되고 있다. 본 연구에서는 수치해석적 기법을 도입하여 알루미늄합금 판재에 대해 충격자의 충돌 조건에 따라 고속충격 환경에서의 파괴거동을 분석하였다. 충격자의 충돌조건은 형상, 속도, 각도의 3 가지 조건을 설정하였으며, 반복적 계산 소요를 줄이기 위하여 실험계획법의 한 종류인 라틴방격법을 도입하였다. 조건 변화에 따른 유한요소해석 결과를 통하여 충격흡수에너지량과 소성변형량을 계산하였으며, 이를 바탕으로 분산분석법을 수행하였고 따라서 각 인자 대한 영향도 평가를 수행할 수 있었다. 결과를 통해 충격흡수에너지 관점에서 충돌속도가 가장 큰 영향을 나타내었으며, 소성변형량 관점에서는 충돌각도가 가장 큰 영향인자로 평가되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.527-532
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• 2009

고속충돌 파괴현상에 대한 병렬계산기법을 다루었다. 특히 세라믹 재료는 다른 연성 금속 재료와 달리 강성이 크고 가볍기 때문에 충돌 방호 구조물로 활용이 되고 있다. 재료의 고속 관통 문제의 경우 매우 짧은 시간에 대변형이 일어나며, 세라믹 재료의 깨지는 특성 때문에 실험적으로 이를 분석하기 매우 어렵다. 본 연구에서는 세라믹 파괴현상을 수치적으로 모사하기 위해 절점분리기법을(node separation scheme) 적용하였다. 절점분리기법의 제약으로는 재료의 파괴가 발생함에 따라 새로운 절점이 생기게 되고, 이로 인해 지속적으로 계산 시간이 늘어난다는 사실이다. 해석 시간을 단축하기 위해 MPI(Message Passing Interface)를 이용한 병렬화를 수행하였다. 고속충돌 문제의 특이사항으로 시간에 따라 각각의 프로세서에 할당된 영역의 계산량이 비균일 해지며, 이로 인한 병렬 성능의 저하가 발생한다. 본 연구에서는 이를 방지하기 위해 동적영역할당기법을 적용하였다. 고속충돌 문제 해석을 통하여 적용된 기법의 정확성 및 병렬 성능에 대해 기술하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권12호
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• pp.1039-1045
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• 2016

We investigated the protection capability of a plate against high speed projectiles demonstrating collision and penetration behaviors by finite element analysis. The element erosion method was used for penetration analysis, which showed that the speed of the projectile was slightly reduced by the collision with the protection plate. Protection capability was measured by the projectile's attitude angle change because the damage of our tanks by projectiles was also dependent on the projectile-tank collision angle. When the length of the protection plate was sufficiently long, the projectile was severely deformed and incapacitated. In the case of a small plate, the projectile was deformed only in the collision region. Thus, projection capability was investigated by the change of attitude angle. The effect of collision angle, velocity, and length of the plate on the rotational and vertical velocities of the projectile was investigated.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권7호
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• pp.1426-1437
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• 2002

Using the Lagrangian explicit time-integration finite element code NET3D which can treat three-dimensional high-velocity impact problems, oblique penetration processes of long rod projectile with yaw against thin plate are simulated. Through the comparison of simulation result with experimental result and other code's computational result, the adaptability and accuracy of NET3D is evaluated under the complex situation in which yaw angle and oblique angle exist simultaneously. Main research contents to be handled in this paper include the followings. First, the accuracy and efficiency estimation of NET3D code result obtained from the oblique penetration simulations of long rod projectile with yaw against thin plate. Second, the effect of increasing impact velocity. Third, the effect of initial yaw for the spaced-plate target. Residual velocities, residual lengths, angular velocities, and final deformed configurations obtained from the NET3D computations are compared with the experimental results and other code's computational results such as Eulerian code MESA and Lagrangian code EPIC. As a result of comparisons, it has been found that NET3D code is superior to EPIC code and MESA code in the prediction capability of residual velocity and residual length of penetrator. The key features obtained from the experiment can be successfully reproduced through NET3D simulations. Throughout the study, the applicability and accuracy of NET3D as a metallic armor system design tool is verified.