AASHTO LRFD 및 도로교한계상태설계기준에서는 신뢰도 기반 활하중 모델로부터 결정된 트럭하중과 차로하중을 동시에 재하하도록 하고 있으며, 트럭하중은 충격계수를 고려하되 차로하중은 충격계수를 적용하지 않도록 규정하고 있다. 본 연구에서는 중앙경간 230m, 400m 및 540m의 멀티케이블 강합성 사장교를 대상으로 트럭하중과 차로하중이 동시에 주행하는 경우에 대해 차량-교량 상호작용 해석을 수행하고 케이블과 보강거더의 충격계수를 평가하였다. 트럭하중은 6-자유도의 차량 모델을 사용하였으며, 차로하중은 일련의 1축 차량이 연행해서 주행하는 것으로 모사하였다. 교량의 감쇠비가 충격계수에 미치는 영향을 평가하였으며, 충격에 영향을 미치는 주요 인자인 노면조도와 주행속도를 해석변수로 고려하였다. 노면조도는 ISO 8608 규정에 근거하여 랜덤 생성하였으며, 차량-교량 상호작용해석 시 노면조도는 트럭하중에만 적용하였다. 한편, 사장교의 충격계수 평가를 위해 실무에서 사용되고 있는 영향선 기법에 의한 충격계수를 동적 상호작용 해석에 의한 결과와 비교하였다.
본 연구에서는 콘크리트 구조물인 교량의 교각과 같은 압축부재의 충격하중을 정량적인 손상지수로 평가하기 위해서 동적유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 이용하여 차량의 충격각도에 따른 충격도, 세장비 등을 변화시켜 case별 해석을 수행하였다. 본 연구결과를 통해 콘크리트 구조물의 거동해석 및 설계기법을 Bayesian 통계방법을 이용하여 충격하중을 받을 시의 성능기반형 설계기법을 산정하였으며, 이는 실제 충격하중에 의한 구조물의 방호성능 및 설계 시에 적절하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
Studies on impact damage of composite laminate shells were fewer compared with those on impact behaviors to analyze time-load, displacement-load and impact energy - energy absorption. Up to date the studies were not enough to demonstrate suitability of their results because they were dependent on theories and numerical analyses. In particular, it is a well-known fact that there was a correlation between initial peak load and damage resistance of composite material flat plates imposed with low-speed impact, but studies on composite material shells with curvature were also very few. Actually structures such as wings or moving bodies of airplanes, motor cases and pressure containers of rockets are circular. And as low-speed impact load is imposed for optimal design of take-off and landing, and containers of airplanes, it is very important to analyze evaluation of behaviors and damaged areas. Therefore, in this paper to evaluate the impact characteristics of the CFRP laminate shell according to size of curvature quantitatively, it was to identify energy absorption and impact damage instruments according to change of impact speed.
본 논문에서는 도로공간에서 전력 생성이 가능한 신재생 에너지 기술들 중에서 압전효과를 활용하는 방법에 대한 연구를 수행하였다. 도로공간을 주행하는 수많은 차량을 이용하여 전력을 생성할 수 있는 신재생에너지 기술 연구의 일환으로, 외부의 충격하중을 전기에너지로 바꾸어 주는 압전효과를 이용하여 도로공간에 적용가능한 압전발전기를 개발하기 위한 기초연구를 수행하였다. 압전세라믹을 이용한 압전발전 수확기를 개발하기 위한 충격하중에 따른 특성 실험을 하였다. 압전발전기 형상 개발을 위해 충격하중 전달 방법, 충격흡수에 따른 압전세라믹의 발전 특성, 충격하중의 종류에 따른 압전 발전 수확기의 전압 발전 특성을 비교분석 하였다.
Impact damages induced by a low-velocity impact load on carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composite plates fabricated with various stacking sequences were studied experimentally. The impact responses of the CFRP composite plates were significantly affected by the laminate stacking sequences. Three types of specimens, specifically quasi-isotropic, unidirectional, and cross-ply, were tested by a constant impact carrying the same impact energy level. An impact load of 3.44 kg, corresponding to 23.62 J, was applied to the center of each plate supported at the boundaries. The unidirectional composite plate showed the worst impact resistance and broke completely into two parts; this was followed by the quasi-isotropic lay-up plate that was perforated by the impact. The cross-ply composite plate exhibited the best resistance to the low-velocity impact load; in this case, the impactor bounced back. Impact parameters such as the peak impact force and absorbed energy were evaluated and compared for the impact resistant characterization of the composites made by different stacking sequences.
This paper aims to design a variable-stiffness type economical safety joint for service robots. The safety joint was designed to have a passive shock absorbing mechanism for protecting human from a catastrophic collision under service condition of robots. A simple mechanism composed of two action disks for switching the load transfer, a spring and a screw for pre-load was proposed. In order to evaluate the performance of the safety joint a testing platform which can carry out the static and impact tests was also designed and fabricated. From the test results, the designed safety joint was proved to have a variable load-carrying capacity and about 42% impact absorption capacity with simple manipulation of the control screw.
본 연구에서는 차량과 교각의 직접충돌해석을 통하여 기존 설계기준(도로교설계기준, AASHOTO LRFD)에서 아직 고려하고 있지 않은 동적영향을 고려한 실제 교각의 충돌 파괴 거동을 다양한 경계조건별로 검토하였다. 선정된 차량은 10톤, 16톤, 38톤의 Cargo 트럭이며 교각은 경부고속도로 상 일반적인 제원으로 선정하였다. 해석결과 가장 많은 파괴는 상부구조의 고려없이 교각의 상부면을 구속하였을 시에 발생하였으며 상부구조는 2차적인 영향을 교각에 전달하기 보다는 충돌에너지를 일부 흡수하는 역할을 하며 파괴를 감소시키는 것으로 확인되었다. 또한 해석의 효율성을 위해 차량과 강체간 충돌시 발생하는 충돌하중이력곡선을 교각에 외력으로 부여한 간접충돌해석을 수행하고, 이를 직접충돌해석 결과와 비교하였다. 해석 결과 직접충돌해석 결과와 매우 유사하게 교각의 거동을 예측하는 것으로 확인되었으며 해석효율성 또한 높아져 해석시간은 약 92%정도 감소하였다. 이러한 간접충돌해석법은 다양한 기존 모델이나 다른 해석프로그램에도 쉽게 부여될 수 있어 그 활용범위가 증가할 것으로 판단된다.
To consider dynamic magnification effect at the static design stage, impact factor is applied to design load. Current impact factor adopted EUROCODE without domestic verification through theoretical and experimental studies. This study evaluated impact factor of railway bridges from dynamic response under KTX running. Moving Average Method was applied to calculate impact factor. Investigation considering different type of bridges and tracks including velocity was conducted.
In rough seas, green water shipped on board may impose quite large impact loads on the structures on deck and sometimes result in structure damages. One of the essential tasks of the naval fluid engineers is to provide the design impact loads which are needed for proper design of the structure strength against the green water impacts. Computation of the design impact load due to green water needs first a process to find the sea condition and the ship cruising condition which cause maximum green water impacts on structures as well as other succeeding processes to compute ship motion responses, green water flows and impact loads. Also, as a bold and practical process, it is needed that the irregular real seas are to be substituted by design regular waves which are equivalent in view points of green water impacts. In this paper, the whole processes to compute the design green water loads acting on bow structure are set up creatively. And the green water design impact loads acting on the box-type structure of a high-speed ship's bow are computed and discussed.
This paper examined the probabilistic load analysis for the tailplane during pitching maneuvering in the conceptual aircraft design phase. The flight load analysis based on the probabilistic distribution of design variables are compared with the results of the deterministic analysis. Two forms of variable distribution are used in this paper. One is standard normal distribution, the other distribution is calculated from the results of short-period longitudinal equation of aircraft motion. The influence of the distribution parameter on the probabilistic load analysis was investigated and the significant design variables that have an impact on the mean and variance of probabilistic load were identified. The comparison indicates that probabilistic load analysis provides more reliable probabilistic load distribution for the structural design than the traditional deterministic analysis.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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