• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.918-923
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• 2018

항공기용 연료탱크는 평상시에는 연료저장 등의 단순한 기능을 한다. 그러나, 항공기 추락과 같은 긴급 상황에서는 연료탱크 구조건전성은 승무원의 생존과 직결되므로, 관련 성능의 보유 여부를 충돌충격시험을 통해 입증하도록 규정되어 있다. 충돌충격시험은 높은 충격하중으로 실패 위험이 높기 때문에 설계 초기 실물시험에서의 시행착오 가능성을 최소화하기 위한 노력이 진행되어 왔다. 실제 시험 전에 수행하는 수치해석도 그러한 노력의 일환이다. 하지만, 수치해석 결과가 설계에 반영되기 위해서는 수치해석의 신뢰성 확보가 필요하다. 본 연구에서는 회전익항공기 연료탱크의 충돌충격시험 수치해석의 신뢰성 확보를 위해 수치해석 결과와 시험 데이타 간의 비교를 수행하였다. 수치해석은 충돌전용 소프트웨어인 LS-DYNA을 사용하였고, 해석방법은 유체-구조연성해석 방법 중 ALE(arbitary lagrangian eulerian) 방법을 적용하였다. 시험데이터 확보를 위해 연료탱크 금속 피팅부에 변형률게이지를 설치하고 데이터 획득장비와 연동시켰다. 수치해석 결과로써 연료탱크 피팅부의 변형률과 응력을 계산하였다. 그리고, 실물 연료탱크로 수행한 충돌충격시험을 통하여 확보한 상부피팅의 변형률 측정값과 수치해석으로 계산된 변형률과의 오차를 평가함으로써 수치해석의 신뢰성을 제고하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.757-758
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• 2008

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제2권1호
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• pp.28-39
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• 2016

This paper provides theoretical and experimental results to verify the crashworthiness of FH32 high-strength steel for arctic marine structures against ice impact. Assuming that side-shell structures of the Korean arctic research vessel, ARAON, with ice-notation PL10, collide with sheet ice, one-third-scale test specimens with a single transverse frame are manufactured. Impact-bending tests were conducted using a rigid steel striker that mimics sheet ice. Drop height was calculated by considering the speed at which sheet ice is rammed. Prior to impact-bending tests, tensile coupon tests were conducted at various temperatures. The impact-bending tests were carried out using test specimens fully fixed to the inside bottom frame of a cold chamber. The drop-weight velocity and test specimen deformation speed were measured using a high-speed camera and digital image correlation analysis (DICA). Numerical simulations were carried out under the same conditions as the impact-bending tests. The simulation results were in agreement with the test results, and strain rate was a key factor for the accuracy of numerical simulations.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권6호
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• pp.617-622
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• 2012

구조부재는 정적, 동적 또는 충격과 같은 다양한 하중의 영향을 받고 있다. 결과적으로 이와 같은 하중의 영향이 고려된 재료의 물성치를 획득하기 위해 각 조건에 적합한 실험적 또는 해석적 방법이 수반되어야 한다. 일반적으로 고변형률 속도에서 재료의 기계적 물성을 얻는 방법으로써 홉킨슨 압력봉 시험법(SHPB)이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 SHPB 시험을 통해 충격 하중 조건에서 알루미늄 합금의 압축변형거동을 고찰하였으며, 실험결과와 해석결과를 비교, 분석하였다. 결론적으로 1000 ~ 2000 $s^{-1}$ 영역에서 진응력-진변형률 곡선을 비교하였을 때 실험 결과와 해석 결과가 잘 일치함을 알 수 있었다. 특히, 변형률 속도가 30% 증가함에 따라 최대유동응력은 17%증가, 변형률은 20% 증가함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.573-583
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• 1994

In this study, the shock characteristics for high velocity impact phenomena during the initial shock state by the long rod penetrator are calculated. From these results we re-analyze the one-dimensional hydrodynamic penetration theory by introducing the effective area ratio calculated from the mushroomed strain which is dependent on impact velocity. Calculated penetration depth and mushroomed strain show good agreement with high velocity impact experimental data. In addition we visualize the shock wave propagation in a transparent acryle block.

• 동력기계공학회지
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• 제12권1호
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• pp.47-52
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• 2008

This study was investigated the effect of subzero treatment in austempered ductile cast iron. Retained austenite transformed to martensite by subzero treatment and strain. With decreasing subzero treatment temperature and increasing strain, retained austenite transformed more to martensite and transformed 30% above by subzero treatment at $-196^{\circ}C$. With decreasing subzero treatment temperature, the value of strength and ratio of increasing of strength, hardness and ratio of increasing of hardness increased but the value of elongation and ratio of decreasing of elongation decreased. With decreasing subzero treatment temperature, impact value and ratio of decreasing of impact value decreased. In case of subzero treatment at $-196^{\circ}C$, hardness value increased about 18% and impact value decreased above 20%. We could find that in subzero treated specimens had a little of effect on the tensile properties but had very much effect on the hardness and value of the impact.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.147-154
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• 2014

충격 및 폭발하중으로 인한 위험으로부터 구조물의 안정성을 확보하기 위한 필요성의 증대에 따라 고율변형을 받는 콘크리트의 거동은 중요한 연구주제가 되었다. 콘크리트의 고율변형 거동은 정적인 상태와는 다른 독특한 거동을 보이기 때문에 다양한 고율변형모델들이 제안되어 고율변형 상태를 수치해석하는데 사용되고 있다. 이러한 수치해석 과정에서 발생하는 문제가 요소의 크기에 따라 수치해석결과가 크게 변하는 요소의존성 문제이다. 본 논문에서는 파괴에너지이론에 기초하여 요소의존성을 최소화할 수 있는 기준식을 제안하고 HJC(Holmquist Johnson Cook)모델을 이용한 관통수치해석을 통해 기준식을 검증하였다. 그 결과 기준식을 통해 산정된 파괴변형률을 수치해석상에 적용해줌으로써 해석결과의 요소의존성이 감소하였고 해의 정확성 또한 향상되는 것을 파악할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.454-464
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• 1987

본 연구에서는 충격하중하에서 고변형도 .epsilon.=ln(h/h$_{o}$ )＞1.0, 고변형도율 (.epsilon.＞$10^{3}$m/s/m)로 변형하는 재료에 대하여 응력, 변형도, 변형도율사이의 함수관 계를 유도하고, 다음과 같은 현상들을 규명하였다. (1) 고변형도율에서 응력, 변형 도, 변형도율사이의 함수관계식 유도. (2) 압축하중시 시편과 접촉부재사이의 접촉면 에서 발생하는 마찰영향의 조사. (3) 유동응력과 시편의 기하학적 형상사이의 관계식 유도. (4) 압축하중시 재료의 제동현상(lock-up phenomena)의 해석.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.935-943
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• 1988

본 연구에서는 유압벌지시험기를 이용한 저속 벌지시험과 낙하해머(drop hammer)를 응용한 충격벌지시험기를 제작, 사용하여 충격벌지시험을 하여 저속변형과 충격변형에서 판재금속의 성형한계선도를 구하고 변형율속도가 판재의 불안정 및 성형 성에 미치는 영향을 조사하고 다이의 형상비(단축/장축)를 0.5, 0.75, 1.0 등으로 달 리하여 실험하므로써 변형경로에 따른 한계변형율의 변화를 관찰하고 아울러 기존의 성형한계이론과 비교, 검토하였다.

• 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.