Impact behaviors of the large deformable composites of Kevlar fiber reinforced composites of different preform structures have been investigated. An analytic tool was developed to characterize the impact behavior of the Kevlar composites. The image analysis technique, and deply technique were employed to develop energy balance equation under impact loading. An energy method was employed to establish the impact energy absorption mechanism of Kevlar multiaxial warp knitted composites. The total impact energy was classified into four categories including delamination energy, membrane energy, bending energy and rebounding energy under low velocity impact. Membrane and bending energy were calculated from the image analysis of the deformed shape of impacted specimen and delamination energy was calculated using the deplying technique. Also, the impact behavior of Kevlar composites under high velocity impact of full penetration of the composite specimen was studied. The energy absorption mechanisms under high velocity impact were modelled and the absorbed energy was classified into global deformation energy, shear-out energy, deformation energy and fiber breakage energy. The total energy obtained from the model corresponded reasonably well with the experimental results.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.27
no.11
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pp.46-56
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2010
The present research works investigated into the low velocity impact characteristics of DP 780 high strength steel sheet with 1.7 mm in thickness subjected to free boundary condition using three-dimensional finite element analysis. Finite element analysis was carried out via ABAQUS explicit code. Hyper-elastic model and the damping factor were introduced to improve an accuracy of the FE analysis. An appropriate FE model was obtained via the comparison of the results of the FE analyses and those of the impact tests. The influence of the impact energy and nose diameter of the impact head on the force-deflection curves, impact time, absorption characteristics of the impact energy, deformation behaviours, and stress-strain distributions was quantitatively examined using the results of FE analysis. The results of the FE analysis showed that the absorption rate of impact energy lies in the range of the 70.7-77.5 %. In addition, it was noted that the absorption rate of impact energy decreases when the impact energy increases and the nose diameter of the impact head decreases. The local deformation of the impacted region was rapidly increased when the impact energy was larger than 76.2 J and the nose diameter was 20 mm. A critical impact energy, which occur the instability of the DP780, was estimated using the relationship between the plastic strain and the impact energy. Finally, characteristics of the plastic energy dissipation and the strain energy density were discussed.
Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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1996.05c
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pp.15-20
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1996
The nonlinear dynamic analyses were performed by newly developing an appropriate impact modelling for the evaluation of the CANFLEX fuel bundle structural integrity during the refuelling period. The initial load under the refuelling condition is considered as initial velocity at impact incident, and the impact of one bundle contacted another bundle for at short time is studied by performing several dynamic analysis method. The impact analysis shows to predict an appropriate velocity and acceleration profile according to load time history for two bundles impact.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.16
no.5
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pp.3081-3086
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2015
Development of a extra-large hydraulic breaker, which could be used for a 100 ton-class excavator were carried out Hot-firing tests were carried out. Before designing a hydraulic breaker, the analysis method to predict the performance such as impact energy and impact rate were studied. Based on the analysis result, the design and manufacture of a extra-large hydraulic breaker were performed, and the breaker were confirmed to operate successfully. The data of impact energy and impact rate were measured during the operation of the breaker, and were compared with the analysis result. The analysis result of impact rate anticipated well the test data, but that of impact energy showed a large difference with the test data. The extra-large hydraulic breaker were successfully developed and the analysis method of impact energy will be updated taking into account friction, hydraulic circuit, etc.
Transactions of The Korea Fluid Power Systems Society
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v.4
no.4
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pp.21-27
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2007
A hydraulic breaker for construction machinery generally used for the destroying and disassembling of buildings, crashing road pavement, breaking rocks at quarry and so on. So the measurement of the impact energy of a hydraulic breaker is very important thing to prove its capability to manufacturers and customers. Therefore the prediction of impact energy in design process is very helpful to the most of breaker manufacturers. In this study, we carried on modeling and simulation of a hydraulic breaker to predict impact energy via commercial CAE software. The modeling and simulation of a hydraulic breaker was achieved with two parts. One is a hydraulic circuit analysis part via AMESim and the other is impact strain analysis part via ANSYS.
Ku, Jeong-Hoe;Seo, Gi-Seok;Min, Deok-Gi;Kim, Yeong-Jin
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.22
no.4
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pp.826-833
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1998
The energy-absorbing characteristic of impact limiters affects the cask design so significantly that it should be evaluated as accurate as possible. The objective of this study is to find the influence of the impact limiter's steel case and gusset plates which enclose the shock absorbing cellular material on the impact energy absorption. The influence of impact limiter's steel case and gusset plate stiffeners on the impact energy absorption behavior under horizontal drop impact was evaluated for a radioactive isotope transport cask. Though the impact limiters mitigate the impact damage of the cask, the impact limiter's steel case and gusset plate stiffeners increase the impact force so significantly that should be designed as soft as possible. The impact analysis without considering impact limiter's steel case and gusset plates stiffener gives non-conservative results, so the stiffness of the steel case and gusset plates should be considered in impact analysis.
Kim, Hyun-Jung;Yim, Jeong-Sik;Lee, Byung-Ho;Oh, Jae-Yong;Tahk, Young-Wook
Nuclear Engineering and Technology
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v.46
no.4
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pp.529-540
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2014
In this research, a drop impact analysis of a fuel assembly in a research reactor is carried out to determine whether the fuel plate integrity is maintained in a drop accident. A fuel assembly drop accident is classified based on where the accident occurs, i.e., inside or outside the reactor, since each occasion results in a different impact load on the fuel assembly. An analysis procedure suitable for each drop situation is systematically established. For an accident occurring outside the reactor, the direct impact of a fuel assembly on the pool bottom is analyzed using implicit and explicit approaches. The effects of the key parameters, such as the impact velocity and structural damping ratios, are also studied. For an accident occurring inside the reactor, the falling fuel assembly may first hit the fixing bar at the upper part of the standing fuel assembly. To confirm the fuel plate integrity, a fracture of the fixing bar should be investigated, since the fixing bar plays a role in protecting the fuel plate from the external impact force. Through such an analysis, the suitability of an impact analysis procedure associated with the drop situation in the research reactor is shown.
A hat section was designed and developed for maximum impact energy absorption and/or transmission under low velocity impact. Towards this, different hat sections, having material properties of thermoplastic, were modeled and investigated numerically using finite element analysis (FEA) in the range of 20-50 J impact energy. In the study it was experienced that the design configuration of hat section with curvilinear profile (HSCP) was excellent in energy attenuation capacity and for even distribution of maximum impact force around and along the hat section under low velocity impact loading. To validate the numerical findings, polypropylene copolymer (Co-PP) HSCP and low density polyethylene (LDPE) HSCP were developed and evaluated experimentally in the said impact energy range. A correlation was established between FEA and experimental test results, thereby, validating a numerical model to predict results for other thermoplastic materials under given range of impact energy. The LDPE HSCP exhibited better performance as compared to Co-PP HSCP in the said range of impact energy. The findings of this study will enable the engineers and technologists to design and develop low velocity impact resistance devices for various applications including devices to protect bone joints.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.22
no.1
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pp.52-63
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1998
The impact programmer for impact test was designed and the impact analysis was conducted. The effects of the material and geometric parameters on the impact force and pulse shape were investigated. The impact characteristics were examined by experimental and finite element method. The impact test was conducted with free drop impact tester. The ABAQUS/Explicit 5.5 version was used for finite element analysis. The geometric parameters of the conical and dome type impact programmer were analyzed. The polyurethane impact programmers were fabricated and tested. The effects of the hardness and thickness of the impact programmer were studied. The peak acceleration and time duration of impact programmer have close correlation with the hardness, impact energy and thickness of the impactor. The experiment was good agreement with analytical predictions. The impact pulse shape generated with polyurethane impact programmer was half sine shape. The maximum impact force was proportional to impact energy. The impact acceleration was decreased with thickness of impact programmer. The maximum impact time duration level was about 2 msec.
Ku, Jeong-Hoe;Lee, Ju-Chan;Kim, Jong-Hun;Park, Seong-Won;Park, Hyun-Soo
Nuclear Engineering and Technology
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v.32
no.2
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pp.191-203
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2000
This paper describes the beneficial effect of weldment imperfection of the cask impact limiter, by applying intermittent-weld, for impact energy absorbing behavior. From the point of view of energy absorbing efficiency of an energy absorber, it is desirable to reduce the crush load resistance and increase the deformation of the energy absorber within certain limit. This paper presents the test results of intermittent-weldment and the analysis results of cask impacts and the discussions of the improvement of impact mitigating effect by the imperfect-weldment. The rupture of imperfect weldment of an impact limiter improves the energy-absorbing efficiency by reducing the crush load amplitude without loss of total energy absorption. The beneficial effect of weldment imperfection should be considered to the cask impact limiter design.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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