• 대한기계학회논문집A
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• 제39권8호
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• pp.737-742
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• 2015

탄도 수정탄은 기존의 포탄에 조종 kit를 장착하여 목표를 정밀 타격할 수 있게 하는 무기 체계이다. 롤제어시스템은 조종 kit의 구성품으로 유도조종부와 탄체부 사이에 위치하며 포발사시 횡방향으로 5,000g 상당의 가속도 하중을 받게 된다. 따라서 내고충격 설계를 하는게 중요하다. 선진국에서는 탄도 수정탄의 개발과정에서 실사격 또는 포발사 회수 시스템을 이용하여 부품의 성능 및 강도를 평가하고 있으나 많은 시간과 비용이 든다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 CAE 해석적 방법으로 설계단계에서 롤제어시스템에 대한 충격 강도 평가를 할 수 있도록 해석 모델을 개발하였다. 충격 현상을 구현하기 위하여 Explicit code를 이용한 Dynamic 해석 기법을 적용하였고, 고변형률 물성 특성을 Johnson-Cook material model을 이용하여 구현하였다. 또한 베어링을 인너, 아우터 레이스, 리테이너, 볼 등으로 상세적으로 구현하여 충격시 베어링의 거동 특성이 분석될 수 있도록 하였다. 개발된 해석 모델은 가스건 충격시험을 통해 그 신뢰성이 있음을 검증하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권4호
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• pp.680-685
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• 2013

In this study, the effect of laser shock peening on a titanium alloy was modeled using different confinements. Both liquid and solid confinement could be applied to laser shock peening, and solid confinement provided a dry laser shock peening process, which has the advantage of a corrosion-free effect. When a different confinement was applied to laser shock peening, a different peening effect would be expected. In our study, the peening effect was numerically modeled and simulated. The main effect of different confinements was a change in the impedances required to confine a shock wave from a plasma. The impedances were assumed with respect to different materials. Johnson-Cook's plastic deformation modeling was applied to the simulation. The strains and residual stresses were calculated to evaluate the confinement effects. When solid confinement was used, the residual stress increased by 60-85%, compared to the case of liquid confinement. However, the depth of the residual stress was slightly deeper. The simulated results could be applied to estimate the peening effect when a different confinement was used in the laser shock peening process.

• 한국추진공학회지
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• 제19권2호
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• pp.29-37
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• 2015

본 연구는 케로신 연료를 사용하는 액체로켓엔진에서 발생할 수 있는 연소불안정으로 인하여 파괴될 수 있는 연소기의 손상을 수치적으로 모사하는 해석 모델의 기초연구이다. 연소불안정으로부터 야기 될 수 있는 케로신의 데토네이션은 1단계 아레니우스 식의 화학 반응식을 이용하였고, 구조체는 Johnson-Cook 강성모델을 활용하여 데토네이션으로 인한 금속관의 소성 변형을 모델링하였다. 금속관의 소성 변형에 의해 변화하는 유동장과 구조체의 스트레스를 노즐 형상과 관의 두께변화에 따라 해석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권2호
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• pp.167-173
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• 2016

본 논문은 유한요소해석을 이용한 고변형률 조건에서의 연성파손 해석기법을 제안한다. 고변형률 하중이 작용하는 구조물에 대한 파괴거동 예측을 위해 본 논문에서는 Johnson/Cook 모델을 고려한 수정응력 파괴변형률 모델을 사용하였다. 제시된 모델은 인장 실험 모사해석결과로부터 얻어지는 삼축응력 및 파괴변형률에 의해 파손이 정의된다. 다양한 실험속도의 인장 실험결과 및 정적 하중조건에서의 파괴인성 실험을 이용하여 수정응력 파괴변형률 모델의 변수를 결정하였다. 결정된 모델을 이용하여 동적하중조건에서 파괴인성시편에 대한 해석을 수행하였으며 해석결과와 실험결과를 비교하여 해석기법을 검증하였다.

• Computers and Concrete
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• 제9권1호
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• pp.21-33
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• 2012

This paper presents the numerical simulation of the rigid 12.6 mm diameter kinetic energy ogive-nosed projectile impact on plain and fiber reinforced concrete (FRC) targets with compressive strengths from 45 to 235 MPa, using a three-dimensional finite element code LS-DYNA. A combined dynamic constitutive model, describing the compressive and tensile damage of concrete, is implemented. A modified Johnson_Holmquist_Cook (MJHC) constitutive relationship and damage model are incorporated to simulate the concrete behavior under compression. A tensile damage model is added to the MJHC model to analyze the dynamic fracture behavior of concrete in tension, due to blast loading. As a consequence, the impact damage in targets made of plain and fiber reinforced concrete with same matrix material under same impact velocities (650 m/s) are obtained. Moreover, the damage distribution of concrete after penetration is procured to compare with the experimental results. Numerical simulations provide a reasonable prediction on concrete damage in both compression and tension.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.191-194
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• 2003

The results from a systematic study of the response of a Ti-6Al-4V alloy under quasi-static and dynamic loading at different strain rates and temperatures are presented. It has been shown that the work-hardening rate decreased as the strain rate and the strain increased. The correlations and predictions using modified KHL (Khan-Huang-Liang) viscoplastic constitutive model are compared with those from JC (Johnson-Cook) model and experimental observations. Overall, KHL model correlations and predictions compared much more favorably than the corresponding JC model predictions and correlations.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제6권3호
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• pp.62-73
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• 2003

The characteristics of constitutive equations, for hydrocodes, were Investigated by the comparison between the smoothed particle hydrodynamcis simulation and the experiment of rod impact test which resulted in a deformation history of impacting front where high strain and high strain rate dominate. The constitutive equations used in the simulation Is J-C(Johnson-Cook) model, Z-A(Zerilli-Armstrong) model, and S-C-G(Steinberg-Cochran-Guinan) model. The modification of Z-A model, based on the increased effect of strain-rate hardening, showed better correlation with expriment.

• 국제강구조저널
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• 제18권5호
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• pp.1754-1760
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• 2018

The present article showcases a temperature dependent cohesive zone model (CZM)-based fi nite element simulation of drop weight tear test (DWTT), to analyse fracture behavior of pipeline steel (PS) at different temperatures. By co-relating the key CZM parameters with known mechanical properties of PS at varying temperature, a temperature dependent CZM for PS is proposed. A modified form of Johnson and Cook model has been used for the true stress-strain behavior of PS. The numerical model, using Abaqus/CAE 6.13, has been validated by comparing the predicted results with load-displacement curves obtained from test data. During steady-state crack propagation, toughness parameters (such as CTOA and CTOD) were found to remain fairly constant at a given temperature. These toughness parameters, however, show an exponential increase with increase in temperature. The present paper offers a plausible approach to numerically analyze fracture behavior of PS at varying temperature using a temperature dependent CZM.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제80권5호
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• pp.539-551
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• 2021

With the continuous increase of computational capacity, more and more complex nonlinear elastoplastic constitutive models were developed to study the mechanical behavior of elastoplastic materials. These constitutive models generally contain a large amount of physical and phenomenological parameters, which often require a large amount of computational costs to determine. In this paper, an inverse parameter determination method is proposed to identify the constitutive parameters of elastoplastic materials, with the consideration of both strain rate effect and temperature effect. To carry out an efficient design, a hybrid optimization algorithm that combines the genetic algorithm and the Nelder-Mead simplex algorithm is proposed and developed. The proposed inverse method was employed to determine the parameters for an elasto-viscoplastic constitutive model and Johnson-cook model, which demonstrates the capability of this method in considering strain rate and temperature effect, simultaneously. This hybrid optimization algorithm shows a better accuracy and efficiency than using a single algorithm. Finally, the predictability analysis using partial experimental data is completed to further demonstrate the feasibility of the proposed method.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.11-19
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• 2015

본 논문에서는 다물질(가연성 기체 혼합물과 금속관) 수치 해석 기법을 활용하여 밀리미터 크기의 얇은 두께의 금속관 내에서의 데토네이션을 모델링하였다. 데토네이션의 해석을 위하여 수소와 에틸렌 혼합물의 실험과 이론적 값을 기반으로 최적화된 1단계 아레니우스 형태의 화학 반응식, 이상기체 상태 방정식을 활용하여 모델링하였다. 또한 금속관의 재료인 구리와 철은 Mie-Gruneisen 상태 방정식과 Johnson-Cook 강성 모델을 활용하여 큰 압력에 의한 관의 소성 변형을 모델링하였다. 다물질 수치 해석을 위한 경계면의 추적 및 경계면 값의 결정은 각각 hybrid particle level-set 기법과 ghost fluid method(GFM)을 통하여 획득하였다. 수치적 해석 결과는 실험값과의 비교를 통하여 검증 하였으며, 관두께(두꺼운 관과 얇은 관)에 따른 내부 유동장의 변화를 확인하였다. 얇은 관의 경우, 데토네이션에 의해 발생하는 높은 내부 압력에 의하여 관의 소성 변형이 일어나고, 이에 따라 발생하는 팽창파에 의해 내부 기체 혼합물의 압력 및 밀도의 감소현상을 확인하였다.