Comparative analyses of a shield building subjected to a large commercial aircraft impact between decoupling method and coupling method are performed in this paper. The decoupling method is applying impact force time-history curves on impact area of the shield building to study impact damage effects on structure. The coupling method is using a model including aircraft and shield building to perform simulation of the entire impact process. Impact force time-history curves of the fuselage, wing and engine and their total impact force time-history curve are obtained by the entire aircraft normally impacting the rigid wall. Taking aircraft structure and impact progress into account some loading areas are determined to perform some comparative analyses between decoupling method and coupling method, the calculation results including displacement, plastic strain of concrete and stress of steel plate in impact area are given. If the loading area is determined unreasonably, it will be difficult to assess impact damage of impact area even though the accurate impact force of each part of aircraft obtained already. The coupling method presented at last in this paper can more reasonably evaluate the dynamic response of the shield building than the decoupling methods used in the current nuclear engineering design.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.66
no.4
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pp.659-665
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2017
Power semiconductor devices required the low on-resistance and high breakdown voltage. Wide band-gap materials opened a new technology of the power devices which promised a thin drift layer at an identical breakdown voltage. The diamond had the wide band-gap of 5.5 eV which induced the low power loss, high breakdown capability, low intrinsic carrier generation, and high operation temperature. We investigated the p-type pseudo-vertical diamond Schottky barrier diodes using a numerical simulation. The impact ionization rate was material to calculating the breakdown voltage. We revised the impact ionization rate of the diamond for adjusting the parallel-plane breakdown field at 10 MV/cm. Effects of the field plate on the breakdown voltage was also analyzed. A conventional diamond Schottky barrier diode without field plate exhibited the high forward current of 0.52 A/mm and low on-resistance of $1.71{\Omega}-mm$ at the forward voltage of 2 V. The simulated breakdown field of the conventional device was 13.3 MV/cm. The breakdown voltage of the conventional device and proposed devices with the $SiO_2$ passivation layer, anode field plate (AFP), and cathode field plate (CFP) was 680, 810, 810, and 1020 V, respectively. The AFP cannot alleviate the concentration of the electric field at the cathode edge. The CFP increased the breakdown voltage with evidences of the electric field and potential. However, we should consider the dielectric breakdown because the ideal breakdown field of the diamond is higher than that of the $SiO_2$, which is widely used as the passivation layer. The real breakdown voltage of the device with CFP decreased from 1020 to 565 V due to the dielectric breakdown.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.28
no.1A
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pp.39-49
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2008
Dynamic responses of steel plate girder bridges considering road surface roughness of bridge and bridge-vehicle interaction are investigated by numerical analysis. Simply supported steel plate girder bridges with span length of 20 m, 30 m, and 40 m from "The Standardized Design of Highway Bridge Superstructure" published by the Korean Ministry of Construction are used for bridge model and the road surface roughness of bridge decks are generated from power spectral density(PSD) function for different road. Three different vehicles of 2- and 3-axle dump trucks, and 5-axle tractor-trailer(DB-24), are modeled three dimensionally. For the bridge superstructure, beam elements for the main girder, shell elements for concrete deck, and rigid links between main girder and concrete deck are used. Impact factor and DLA of steel plate girder bridges for different spans, type of vehicles and road surface roughnesses are calculated by the proposed numerical analysis model and compared with those specified by several bridge design codes.
Hydrophobic characteristics of high temperature metal surface were investigated by high-speed visualization of water droplet impact. An aluminum plate was used as the sample plate and the initial diameter of a water droplet was 2 mm. Transient behavior of a single droplet impinging on the surface with and without heating was captured by using a high speed camera running at 4,000 frames per second. The Leidenfrost phenomenon was demonstrated for the case of $300^{\circ}C$ surface temperature, however there was no rebounding of droplet on the cold plate due to hydrophilic nature. The experimental results show that the shape evolution of a droplet impinging on the surface varies with the Weber number, i.e. the ratio of impact inertia to capillary force. The overall water-repellent characteristics of the heated surface was very similar to that of the super hydrophobic surfaces.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.17
no.2
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pp.79-88
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2013
Steel plate concrete (SC) composite structure is now being recognized as a promising technology applicable to nuclear power plants as it is faster and suitable for modular construction. It is required to identify its dynamic characteristics prior to perform the seismic design of the SC structure. Particularly, the damping ratio of the structure is one of the critical design factors to control the dynamic response of structure. This paper compares the criteria for the damping ratios of each type of structures which are prescribed in the regulatory guide for the nuclear power plant. In order to identify the damping ratio of SC shear wall, this study made SC wall specimens and conducted experiments by cyclic lateral load tests and vibration tests with impact hammer. During the lateral loading test, SC wall specimens exhibited large ductile capacities with increasing amplitude of loading due to the confinement effects by the steel plate and the damping ratios increased until failure. The experimental results show that the damping ratios increased from about 6% to about 20% by increasing the load from the safe shutdown earthquake level to the ultimate strength level.
Kim, Gwi-Nam;Lee, Jong-Seok;Hyeon, Jang-Hwan;Jung, Yong-Gil;Huh, Sun-Chul
Journal of Power System Engineering
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v.18
no.4
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pp.104-111
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2014
In this study, EH36 is thick steel plate, which welded by auto $CO_2$ gas welding machine, has been applied on offshore filed. The specimen was examined by indentation tester and it was measured for fracture toughness at $18^{\circ}C$, $0^{\circ}C$, $-20^{\circ}C$ and $-45^{\circ}C$ by low temperature chamber, respectively. The absorbed energy was got on same temperature by Charpy impact tester. The weld surface was observed for watch of changed crystalline structure by optical microscope, and fracture surface of impact test specimen were observed by scanning electron microscope(SEM).
Tubes in heat exchanger of fuel rods in reactor core are supported at intemediate point by support p0lates or springs. Current practice is, in case of heat exchanger, to allow clearance between tube and support plate for design and manufacturing consideration. And in case of fuel rod the clearance in support point can be generated due to the support spring force relaxation. Flow-induced vibration of a tube can cause it to impact or rub against support plate or against adjacent tubes and can result in fretting-wear. The tube-to- support dynamic interaction is used to relate experimental wear data from single-span test rigs to real multi-span heat exchanger configurations. The dynamic interaction cna be measured during experimental wear tests. However, the dynamic interaction is difficult to measure in real heat exchangers and, therefore, analytical techniques are required to estimate this interaction. This paper describels the nonlinear impact model of DAGS(Dynamic Analysis of Gapped Structure) code which simulates the tube response to external sinusodial or step excitation and predicts tube motion and tube-to-support dynamic interaction. Three experimental measurements-two single span rods excited by sinusodial force and a two span rod impacted by a steel ball are compared from the simulation nonlinear model of DAGS code. The simulation results from DAGS code are in good agreement with measurements. Therefore, the developed model of DAGS code is good analytical tool for estimating tube-to-support dynamic interaction in real heat exchangers.
An intensity-based optical fiber vibration sensor is applied to monitor the structural vibration and detect impact locations on a plate. Optical fiber vibration sensor is constructed by placing two cleaved fiber end, one of which is cantilevered in a hollow glass tube. The movement of the cantilevered section lags behind the rest of the sensor in response to an applied vibration and the amount of light coupled between the two fibers is thereby modulated. For vibration sensing, optical fiber vibration sensor is mounted on the carbon fiber composite beam and its response is investigated to free and forced vibration. In impact location detection, four optical fiber vibration sensors whose location is predetermined are placed at chosen positions and the different arrival times of impact-generated vibration signal are recorded by an FFT analyzer. Impact location can be calculated from these time delays. Experimental results show that optical fiber vibration sensor signals coincide with gap sensor in vibration sensing. The precise location of impact can be detected on an acrylate plate.
The goal of this research was to determine whether gender differences exist in impact force and impact shock variables at stance phase during a preferred running. Ten male and ten female subjects volunteered to participate in this study. Impact force was quantified by using a surface-mounted force plate. In addition, Axial accelerations of the tibias and mouth were measured using low-mass accelerometers. Comparison of parameters relating to impact force and impact shock which attained from time domain, and impact shock parameters which were analyzed in frequency domain were made between genders. The conclusions based on results were as follows; 1. There were no significantly differences in impact force, mouth and tibia acceleration peak in time domain between two genders. 2. The male group was greater in impact shock peak of PSD(power spectral density) at the tibia than female group(p<.05), but no differences in active impact of PSD at the tibia and the mouth between two genders. 3. Female subjects exhibited that a peak of impact shock attenuation analyzed in frequency domain moved toward a high frequency, but no difference in time domain between two genders.
The characteristics of high heat input (342kJ/cm) EG (Electro Gas Arc) welded joint of EH36-TM steel has been investigated. The weld metal microstructure consisted of fine acicular ferrite (AF), a little volume of polygonal ferrite (PF) and grain boundary ferrite (GBF). Charpy impact test results of the weld metal and heat affected zone (HAZ) met the requirement of classification rule (Min. 34J at $-20^{\circ}C$). In order to evaluate the relationship between the impact toughness property and the grain size of HAZ, the austenite grain size of HAZ was measured. The prior austenite grain size in Fusion line (F.L+0.1 mm) was about $350{\mu}m$. The grain size in F.L+1.5 mm was measured to be less than $30{\mu}m$ and this region was identified as being included in FGHAZ(Fine Grain HAZ). It is seen that as the austenite grain size decreases, the size of GBF, FSP (Ferrite Side Plate) become smaller and the impact toughness of HAZ increases. Therefore, the CGHAZ was considered to be area up to 1.3mm away from the fusion line. Results of TEM replica analysis for a welded joint implied that very small size ($0.8\sim1.2{\mu}m$) oxygen inclusions played a role of forming fine acicular ferrite in the weld metal. A large amount of (Ti, Mn, Al)xOy oxygen inclusions dispersed, and oxides density was measured to be 4,600-5,300 (ea/mm2). During the welding thermal cycle, the area near a fusion line was reheated to temperature exceeding $1400^{\circ}C$. However, the nitrides and carbides were not completely dissolved near the fusion line because of rapid heating and cooling rate. Instead, they might grow during the cooling process. TiC precipitates of about 50 ~ 100nm size dispersed near the fusion line.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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