• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.255-261
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• 2020

본 논문은 충격을 줄이기 위해 효과적인 충격완충장치를 구성하는 방법을 제안했다. 기존의 충격완충장치는 폴리에틸렌으로만 만들어졌지만, 새로운 충격완충장치는 외측에는 폴리에틸렌, 내측에는 고밀도 재료로 구성하였다. 충격은 내측과 외측 물질 사이의 밀도 차이가 더 클 때 줄어들었다. 2층 구조의 외측으로 설계하기 위해 알루미늄, 티타늄, 구리를 선택하였다. 가장 밀도가 높은 구리에서는 충격 감소가 가장 좋았으며, 기존 충격완충장치보다 최대 감가속도는 43%, 충격량은 51% 감소하였다. 4층, 6층 충격완충장치의 경우, 충격량은 줄였지만, 최대 감가속도는 증가하였다. 신관은 가장 큰 충격으로부터 살아남아야 하며 나머지 충격파는 임계값을 초과하지 않으므로, 본 논문은 폴리에틸렌-구리를 사용한 2층 구조용 충격완충장치를 제안하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제27권6호
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• pp.717-725
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• 2018

One of the most important design criteria in military tunnels and armoured doors is to resist the blast loads with minimum structural weight. This can be achieved by using steel sandwich panels. In this paper, the nonlinear behaviour of steel sandwich panels, with different core materials: (1) Hollow (no core material); (2) Rigid Polyurethane Foam (RPF); and (3) Vulcanized Rubber (VR) under free air blast loads, was investigated using detailed 3D nonlinear finite element models in Ansys Autodyn. The accuracy of the finite element model proposed was verified using available experimental test data of a similar steel sandwich panel tested. The results show the developed finite element model can be reliably used to simulate the nonlinear behaviour of the steel sandwich panels under free air blast loads. The verified finite element model was used to examine the different parameters of the steel sandwich panel with different core materials. The result shows that the sandwich panel with RPF core material is more efficient than the VR sandwich panel followed by the Hollow sandwich panels. The average maximum displacement of RPF sandwich panel under different ranges of TNT charge (1 kg to 10 kg at a standoff distance of 1 m) is 49% and 53% less than the VR and Hollow sandwich panels, respectively. Detailed empirical design equations were provided to quantify the maximum deformation of the steel sandwich panels with different core materials and core thickness under a different range of blast loads. The developed equations can be used as a guide for engineer to design steel sandwich panels with RPF and VR core material under a different range of free air blast loads.

• 화약ㆍ발파
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• 제30권2호
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• pp.29-42
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• 2012

발파 시 자유면의 이동은 대상암반의 역학적 특성 및 발파조건, 특히 암반의 불연속면 특성과 폭약의 종류, 장약량, 저항선, 공간격, 공간 또는 열간 기폭시차 및 전색상태 등 여러 가지 변수들에 의해 달라지며, 이는 발파진동의 크기, 폭음 및 파쇄도에 커다란 영향을 미친다. 현재 국내 노천발파 현장의 발파설계는 대부분 인접 보안물건에 대한 안전성을 최우선으로 하고 있으나 대규모 발파가 이루어지는 노천현장에서는 발파 시 자유면의 이동을 분석하여 진동을 제어하고 파쇄도를 향상시키기 위한 최적 조건의 발파 설계를 하는 것은 매우 중요하다. 고속 디지털 동영상 분석을 통하여 발파 후 최초 자유면 암반의 움직임, 전색의 적정성, 발파암의 이동 궤적, 발파암의 이동방향과 속도, 최적의 기폭시스템 분석이 가능하다. 외국에서는 이와 같은 방법이 발파설계 및 평가를 위한 유용한 도구로 활용되고 있으나 국내에서는 그 연구가 미미하다. 따라서 본 연구는 디지털 고속 동영상 분석에 의한 최적 발파설계 및 평가에 대한 기초적인 연구를 수행하였다. 셰일과 화강암으로 구성된 대규모 노천 발파현장 2개소에서 Emulsion과 ANFO 두 종류 폭약에 대한 암반 파쇄과정을 촬영한 디지털 고속동영상을 분석하여 자유면 암반의 변위, 이동속도 등을 분석하고 2차원 유한요소 해석 프로그램인 AUTODYN을 사용하여 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 암반에 변위가 발생되는 반응시간, 발파 후 자유면 암반의 이동형상에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 및 디지털 고속 동영상을 분석한 결과, 암반의 종류에 관계없이 발파공 전면 자유면 암반의 이동형상은 주상 장약부의 중간 부근에서 변위 및 이동속도가 가장 크게 발생되어 가운데 부분이 활처럼 휘어진 형상을 나타내었다. 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 자유면 암반에 변위가 발생되는 반응시간의 경우 Emulsion 폭약이 ANFO보다 폭굉압력 및 폭속이 크고 초기 변위 반응시간이 빠르게 진행되는 것으로 분석되었다.