• 소음진동
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• 제6권6호
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• pp.735-747
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• 1996

In this paper, buckling reliability analyses of stiffened cylinder with random initial geometric imperfection under axial impact load are performed by the combined response surface method. The effect of random geometric imperfection on the failure probability and reliability is recognized quantitatively. Buckling reliability decreases with the increase of mean value, cov of initial geometric imperfection under the same external load. Buckling probability under impact load is greater than those under static load with the same condition. From the probabilistic characteristics of imapct buckling load, relation between reliability index and safety parameter can be obtained in addition to the relation between load and reliability index. And those results can be used to determine the range of required safety parameter and acceptable imperfaction.

• 전산구조공학
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• 제10권1호
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• pp.173-183
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• 1997

본 논문에서는 랜덤한 축대칭 기하학적 초기결함을 갖는 원통이 축방향 충격하중을 받는 경우의 반경방향 변위가 임계기준치를 최초로 통과하는 확률론적 충격좌굴 파괴시간을 해석할 수 있는 방법을 제시하였다. 랜덤한 기하학적 초기결함의 생성을 위해 초기결함의 평균함수 및 상관함수를 이용하여 확률장을 형성하는 방법을 사용하였다. 본 논문에서 제시된 방법은 실제적인 기하학적 초기결함이 갖는 불확실성을 취급하는데 적절하고 실용적이므로 이를 고려한 원통의 구조안전도해석에 이용할 수 있다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.81-87
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• 2008

In this study, concerns the crashworthiness of the widely used vehicle structure, square thin-walled tubes, which are excellent on the point of the energy absorbing capacity. An experimental investigation was carried out to study the energy absorption characteristics of thin-walled square tubes subjected to dynamic crushing by axial loading to develop the optimum structural members. The impact velocity was tested in the rage $4.698{\sim}8.2m/s$. To efficiently review the collapse characteristics of these sections, the simulation have been carried out using explicit FEM package, LS-DYNA. The solutions compared with results the impact collapse experiment. Here, the controller are introduced to improve and control the absorbed energy of thin-walled square tubes in this paper. To predict and control the energy absorption, we designed it in consideration to the it's influence, height, thickness, wide ratio in this study. When the controller used, the experimental results of crushing of square tubes controlled by the controller's elements showed a good candidate for a controllable energy absorption capability in impact axial crushing.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.535-546
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• 2010

최근 교량구조물의 증가와 더불어 차량 및 선박과 시설물 간의 충돌사고가 발생할 확률이 높아지고 있다. 특히 교량을 구성하는 상부구조와 하부구조 중에서 충돌에 의한 영향은 주로 교각 등의 하부구조가 받을 가능성이 크다. 교각에 차량 혹은 선박이 충돌하게 되면 교량 하부구조에 국부적인 손상을 유발하게 되며, 충돌사고는 훨씬 더 순간적이고 강한 물리적인 질량의 충돌을 동반할 수 있으며, 극단적인 경우 상부구조의 붕괴까지 유발할 수 있다. 그러므로 이 연구에서는 콘크리트 구조물인 교량의 교각과 같은 압축부재에 대한 설계 시 차량 등에 의한 충돌을 고려하고, 차량 충돌하중에 의한 손상지수를 정량적으로 평가하기 위해서 기존의 설계방법을 개선하고 새로운 구조물의 저항성능 평가방법을 정립하기 위하여 동적유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 이용하여 교각단면, 차량의 충돌각에 따른 충격도, 축력 및 축력비, 콘크리트 강도, 주철근비와 횡방향 철근, 세장비 등을 변화시켜 케이스별 해석을 수행하였다. 이 연구 결과를 통해 콘크리트 구조물의 거동해석 및 설계기법을 Bayesian 통계방법을 이용한 만족도 곡선을 통해 충격하중을 받을 시의 성능 기반형 저항성능 평가방법을 개발하였으며, 이는 실제 충격하중에 의한 구조물의 방호성능 및 설계 시에 적절하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.45-52
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• 2020

상판과 아치리브, 수직재로 구성된 개복식 상로 아치교는 아치리브 지점 조건과 차량 이동속도에 따라 지점에서의 축력과 모멘트의 정도가 달라진다. 또한 충격계수 정의에는 상판 변위응답뿐만 아니라 다양한 종류의 응답이 고려된다. 본 논문은 양단 고정지점 콘크리트 개복식 상로 아치교에 대해 측정 위치와 응답변수, 수직재의 간격비에 따른 충격계수를 분석하였다. 수직재 간격비가 1/9.375인 기저모델의 경우 이동하중 진입 반대 쪽 아치리브 지점에서 모멘트 기반 충격계수가 가장 큰 값을 보였으며, 이 값은 상판 중앙부 인접지간 변위응답 기반 최대 충격계수와는 비슷한 수준이지만 동일 위치에서의 축력 기반 충격계수에 비해 19% 높은 값이다. 수직재 배열에 있어서 간격비를 기저모델에 비해 1/2로 감소시켰을 경우, 모멘트 기반 최대 충격계수는 기저모델과 유사한 수준이었지만 간격비를 2배 증가시켰을 경우는 기저모델 대비 4.4배 증가하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권4호
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• pp.553-568
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• 2022

This paper explored the viability of utilising titanium alloy bolts in the construction industry through an experimental programme, where a total of sixty-six titanium alloy (Ti/6Al/4V) bolts were tested under axial tension, pure shear and combined tension and shear. In addition, a series of Charpy V-notch specimens machined from titanium alloy bolts, conventional high-strength steel bolts, austenitic and duplex stainless steel bolts were tested for impact toughness comparisons. The obtained experimental results demonstrated that the axial tensile and pure shear capacities of titanium alloy bolts can be reasonably estimated by the current design standards for steel structures (Eurocode 3, AS 4100 and AISC 360). However, under the combined tension and shear loading conditions, significant underestimation by Eurocode 3 and unsafe predictions through AS 4100 and AISC 360 indicate that proper modifications are necessary to facilitate the safe and economic use of titanium alloy bolts. In addition, numerical models were developed to calibrate the fracture parameters of the tested titanium alloy bolts. Furthermore, a design-based selection process of titanium alloy bolts in the structural applications was proposed, in which the ultimate strength, ductility performance and corrosion resistance (including galvanic corrosion) of titanium alloy bolts was mainly considered.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권12호
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• pp.4647-4658
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• 2023

In this paper, elastic-plastic fracture mechanics analysis is performed to determine the critical crack sizes of the multipurpose canister (MPC) manufactured using austenitic stainless steel under dynamic loading conditions that simulate drop accidents. Firstly, dynamic finite element (FE) analysis is performed using Abaqus v.2018 with the KORAD (Korea Radioactive Waste Agency)-21 model under two drop accident conditions. Through the FE analysis, critical locations and through-thickness stress distributions in the MPC are identified, where the maximum plastic strain occurs during impact loadings. Then, the evaluation using the failure assessment diagram (FAD) is performed by postulating an external surface crack at the critical location to determine the critical crack depth. It is found that, for the drop cases considered in this paper, the principal failure mechanism for the circumferential surface crack is found to be the plastic collapse due to dominant high bending axial stress in the thickness. For axial cracks, the plastic collapse is also the dominant failure mechanism due to high membrane hoop stress, followed by the ductile tearing analysis. When incorporating the strain rate effect on yield strength and fracture toughness, the critical crack depth increases from 10 to 20%.

• 한국재료학회지
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• 제4권4호
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• pp.445-452
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• 1994

가압 경수로 핵연료의 중성자 조사 조건에서 Zircaloy피복관의 3축방향으로의 변동거동은 집합도 계수에 따른 크립 이방성고 조사성장 이방성을 통하여 분석될 수 있다. 이러한 크립과 조사성장의 이방성이 Zircaloy피복관의 각 축방향 변형율에 미치는 영향을 평가할 수 있는 방법론이 제시되었다. 연소 후 측정된 KOFA Zircaloy-4피복관의 변형율과 핵연료 성능 분석 코드의예측치를 토대로 하여 각 축방향 변형율을 계산한 결과 KOFA Aircaloy-4 피복관의 원주방향 변형은 크립에 의해 주로 일어난 반면, 피복관의 길이방향 변형은 조사성장에 의하여 일어났으나 낮은 조사량에서는 크립의 영향도 상당히 큰것으로 나타났다.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권2호
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• pp.102-108
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• 2010

Recently, carbon fiber reinforced plastic(CFRP) composite materials have been widely used in various fields of engineering because of its advanced properties. Also, CFRP composite materials offer new design flexibilities, corrosion and wear resistance, low thermal conductivity and increased fatigue life. However CFRP composite materials are susceptible to impact damage due to their lack of through-thickness reinforcement and it causes large drops in the load-carrying capacity of a structure. Therefore, the impact damage behavior and subsequently load-carrying capacity of impacted composite materials deserve careful investigation. In this study, the residual strength and impact characteristics of plain-woven CFRP composites with impact damage are investigated under axial tensile test. By using obtained residual strength and Tan-Cheng failure criterion, residual strength of CFRP laminate with arbitrary fiber angle were evaluated.

• Steel and Composite Structures
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• 제38권2호
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• pp.165-176
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• 2021

Existing research on confined concrete filled steel tubular (CCFT) columns has been mainly focused on static or cyclic loading. In this paper, square section CCFT and CFT columns were tested under both static and impact loading, using a 10,000 kN capacity compression test machine and a drop weight testing equipment. Research parameters included bonded and unbonded fiber reinforced polymer (FRP) wraps, with carbon, basalt and glass FRPs (or CFRP, BFRP, and GFRP), respectively. Time history curves for impact force and steel strain observed are discussed in detail. Experimental results show that the failure modes of specimens under impact testing were characterized by local buckling of the steel tube and cracking at the corners, for both CCFT and CFT columns, similar to those under static loading. For both static and impact loading, the FRP wraps could improve the behavior and increase the loading capacity. To analyze the dynamic behavior of the composite columns, a finite element, FE, model was established in LS-DYNA. A simplified method that is compared favorably with test results is also proposed to predict the impact load capacity of square CCFT columns.