• 대한기계학회논문집A
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• 제39권10호
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• pp.971-977
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• 2015

발포금속은 우수한 물리적 특성과 역학적 성능 때문에 많은 첨단기술 분야에 널리 사용되고 있다. 폐쇄형 알루미늄 폼은 발포금속 중에 하나이며, 우수한 충격에너지 흡수하는 성능 때문에 자동차와 항공기에 많이 쓰이고 있다. 본 연구에서는 폐쇄형 알루미늄 폼의 충격 실험을 통해 두께에 따른 기계적 특성을 분석하였으며, 검증으로 시뮬레이션 해석을 하였다. 시뮬레이션 해석 방법으로서는 ANSYS 를 이용하여 실험과 똑 같은 경계조건으로 유한요소해석을 진행하였다. 실험과 해석의 결과들을 비교해보면 10mm, 20mm, 30mm 인 경우에 20mm 인 경우는 제일 효율적인 것으로 사료된다. 20mm 의 경우가 시험편의 두께에 비하여 세가지 모델들의 경우에 있어 충격 에너지의 흡수가 가장 큰 것으로 나타났다. 본 연구의 결과들을 이용하면, 알루미늄 폼으로 된 기계 구조물의 개발에 필요한 자료를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.832-835
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• 2005

The objective of this research work is to investigate into static and dynamic characteristics of ISB panels with the expanded metal as an internally structured material. In order to investigate static and dynamic characteristics of ISB panels, several experiments, the tensile test, three-point bending test and impact test, are carried out. From the results of the experiments, the mechanical properties, bending stiffness and impact absorption energy of the ISB panel have been obtained. In addition, it has been shown that the static and dynamic characteristics of ISB panel are highly dependent on the crimping angle of the pyramidal structure for the expanded metal.

• 한국안전학회지
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• 제17권4호
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• pp.45-51
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• 2002

In this study, the fracture characteristics of carbonized silicon grinding wheels were examined with tensile, compression, impact and bending test. The experiment was performed for the various grinding wheels with grain size #46, #80, and grade H, L, P, and one vitrified bond and one structure No.7. Also the centrifugal fracture rpm of carbonized silicon grinding wheels were measured and compared with the calculated values for the various wheel diameters and thicknesses. The results showed that the fracture tensile strength was $1.5~2.0Kg_f/mm^2$, and it was increased by decreasing grain size and increasing grade. The fracture compression loads were $1,600~3,000Kg_f$, and the inner stress was higher than outer's. And the absorption energy of impact test was 3.3~4.7 J, and it was increased by decreasing grain size but it was not effected by grade. The fracture bending stress was $0.1~0.2Kg_f/mm^2$, and it was increased by decreasing grain size and increasing grade. The centrifugal fracture rpm of carbonized silicon grinding wheel was about 8,500~12,000 and agreed well with the calculated value, and it was increased by decreasing diameter. However, it was almost constant for the reduction of wheel thickness.

• Composites Research
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• 제23권6호
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• pp.14-18
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• 2010

우주 구조물을 위협하는 여러 요소들 중 MMOD(MicroMeteoroid and Orbital Debris)는 약 8~70km/s의 속도로 우주 구조물과 충돌하여 큰 피해를 주고 있다. 이러한 피해로부터 우주 구조물을 보호하기 위해서 현재 다양한 위플 쉴드가 연구, 적용되고 있다. 위플 쉴드에는 알루미늄이 주로 사용되고 있지만, 복합재료의 시용도 증가하고 있어 본 연구에서는 알루미늄과 복합 재료의 초고속 충돌 특성을 유한 요소 해석을 통해 비교하였다. 충격체는 직경 5.5mm인 알루미늄 2017-T4의 구를 사용하였고, 알루미늄 평판은 6061-T6, CFRP 평판은 T300/5208을 사용하였다. 충격체의 초기 충돌 속도는 1km/s이다. 충돌 후 충격체의 운동에너지는 알루미늄 평판의 경우 약 64J 감소하였고, CFRP 평판의 경우 약 63J 감소하였다. 비슷한 충돌 에너지 흡수 정도를 보이고 있지만, 밀도를 비교해 보았을 때 CFRP가 약 1.7배 가볍기 때문에 방탄 특성이 더 좋다고 할 수 있다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2002년도 추계학술대회 논문집(I)
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• pp.54-59
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• 2002

In general, the aluminum extrusions are used to the light construction of the high speed rail vehicle structures. However, the research works ok the crashworthy design of the high speed rail vehicle structures are not published sufficiently because the crash test of high speed rail vehicle structures costs high and is complicated. So, a method that can predict crash characteristics of a large size structure like a high speed tail vehicle should be suggested. In this study, the scale model studies are performed to predict the impact energy absorption characteristics of full scale model. In the first place, we verified the theory of scale law using FE-simulation from the crashworthiness point of view. Secondly, we performed the crush test using scale model, made of aluminum sub structure. As a result, we could predict the crash characteristics using scale model by 10∼20% error.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.604-608
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• 2010

This paper proposed a new 2D multibody dynamic modeling technique to analyze overriding behavior taking place during train collision. This dynamic model is composed of nonlinear spring, damper and mass by considering the deformable characteristics of carbodies as well as energy absorbing structures and components. By solving this dynamic model of rollingstock, collision energy absorption capacity, acceleration of passenger sections, impact forces applied to interconnecting devices, and overriding displacements can be well estimated. For a case study, we choose KHST (Korean High Speed Train), obtained crush characteristic data of each carbody section from 3D finite element analysis, and established a 2D multibody dynamic model. This 2D dynamic model was suggested to describe the collision behavior of 3D Virtual Testing Model.

• 한국안전학회지
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• 제31권6호
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• pp.6-11
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• 2016

CFRP composite laminates are widely used as structural materials for airplanes, automobile and aerospace vehicles because of their high strength and stiffness. This study aims to examine an effect of curvature on the penetration fracture characteristic of an orthotropic composite laminated shell. For the purpose, we manufactured orthotropic CFRP shell specimen with different curvatures, and conducted a penetration test using an air-gun. Those specimens were prepared to varied curvature radius(${\infty}$, 200mm, 150mm and 100mm)and were stacked to $[O^{\circ}{_3}/90^{\circ}{_3}]_s$. When the specimen is subjected to transverse impact by a steel sphere(${\Phi}10$), the velocity of steel sphere was measured both before and after impact by determining the time for it to pass two ball-screen sensors located a known distance apart. As the curvature increases, the absorption energy and the critical penetration energy increased linearly because the resistance to the bending moment. Patterns of cracks caused by the penetration of CFRP laminated shells included fiber breakage, lamina fracture, matrix crack interlaminar crack and intralaminar crack.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.108-113
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• 2005

The damageability and repairability of similar platform type vehicles could be very concerned with design optimization. In all the vehicles crash tested, small size passenger vehicles were weakness in aspect of damageability and repairability. The most critical area appears to be repair cost considering that parts cost is the largest portion of total repair cost segments. Besides repair cost, attaching method of front sidemember and subframe are placed special importance for impact energy absorption and damageability and repairability. So in order to improve damageability and repairability of vehicle structure and body component of the monocoque type passenger vehicles, the end of front side member and front back beam should be designed with optimum level and to supply the end of front side member as a partial condition approx 300mm. The effectiveness of design concept on the 40% offset frontal impact characteristics of the passenger vehicle structure is investigated and summarized.

• Composites Research
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• 제20권5호
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• pp.1-6
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• 2007

본 연구에서는 탄소/에폭시 복합재 적층판과 강철평판의 저속충격 거동에 관한 비교 연구를 수행하였다. 각각의 평판의 해석을 위한 판의 충격거동의 타당성을 검증하기 위해 Karas 모델을 사용하여 해석 검증을 하였다. 충격거동 비교연구를 위한 모델은 Karas 모델과 동일한 두께의 강철평판을 모사하였고, 같은 두께의 복합재 적층판을 모사하기 위하여 $[0/90/45/-45/-45/45/90/0]_{8S}$ 적층각을 이용하여 모델링 하였다. 각각의 판에 대한 저속충격 거동을 비교하기 위해 일정한 속도로 낙하하는 충격체 무게별 해석과 일정한 무게를 가진 충격체의 속도변화에 따른 해석 결과를 비교 연구하였다. 연구결과 복합재 적층판과 강철평판의 물성치로 인하여 접촉하중과 판의 변위에서는 결과값의 차이를 보였으나 복합재 적층판의 경우가 판의 유연한 특성으로 충격완화 효과가 보였으며 강철평판 보다 무게비와 충격손상에 대한 우수성을 확인하여 볼 수 있었다.

• Composites Research
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• 제34권2호
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• pp.115-122
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• 2021

복합재료 중에서 SMC(sheet molding compound) 복합재료는 자동차의 차체 성형에 주로 쓰이고 있다. 자동차 산업에서는 차량 사고를 고려하여야 하므로 재료의 충돌 거동 및 특성에 관한 연구는 필수적이다. 충돌은 짧은 시간에 일어나기 때문에 육안으로 확인이 어렵다. 따라서 충돌 거동을 확인하기 위해서는 유한요소 모델을 이용한 충돌 손상 해석이 필요하다. 충돌 손상 해석을 위해서는 SMC 복합재료의 손상 모델에 대한 파라메터가 요구된다. 본 연구에서는 SMC 복합재료의 손상 모델에 대한 파라메터를 획득하기 위해 인공신경망 기법을 적용하였다. LS-DYNA에서 파라메터에 따른 결과를 이용하여 대체 모델을 구성하였다. 자유 낙하 충돌 실험에서 얻은 흡수 에너지와 인공신경망 모델을 이용한 흡수 에너지를 비교하여 최적화된 파라메터를 획득하였다. 획득한 파라메터를 유한요소 모델에 적용해 결과를 비교하여 파라메터의 신뢰성을 검증하였다.