• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제8권6호
• /
• pp.208-219
• /
• 2000

In this study, static axial crush tests were performed with the new aluminum/GFRP hybrid tube. Glass/Epoxy prepregs were wrapped around an aluminum tube and co-cured. The failure of the hybrid tube was stable and progressive without trigger mechanism, and specific energy absorption was increased to the maximum of 33% in comparison with the aluminum tube. Effective energy absorption is possible for an inner aluminum tube because a wrapped composite tube constrains the deflection of an aluminum tube. The failure of a hybrid composite tube was stable without trigger mechanism because the inner aluminum tube could play the role of the crack initiator and controller. Mean crushing load could be calculated by modifying the plastic hinge collapse model for hybrid materials. The predicted results by this analytical model showed good agreement with the experimental results. It can be said that Aluminum/Glass-Epoxy hybrid tube is suitable for the vehicle front structure because this hybrid tube shows effective energy absorption, easy production, and simple application capability for RTM process.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제28권2호
• /
• pp.75-83
• /
• 2016

기존 콘크리트충전 각형강관(CFT) 구조에 사용하는 각형강관은 4개의 판을 용접하여 제작하는 박스칼럼이 일반적이다. 그러나 이러한 강관은 제작효율이 저하되며, 또한 기둥-보 접합부에는 내측 다이아프램과 관통 다이아프램을 용접하는데 특수한 용접기술이 필요하다. 따라서, 얇은 강판을 절곡하는 방식으로 응력집중 위치의 용접을 피하고, 단면효율이 극대화된 내부앵커 돌출형의 용접조립 각형강관을 개발하게 되었다. 용접조립 각형강관은 강관내부에 스티프너가 설치되어 내측 다이아프램과 관통 다이아프램과 간섭이 발생하게 되므로 본 연구에서는 용접조립 각형CFT 기둥-보 접합부로 외다이아프램형식을 채택하고 외다이아프램의 설계식을 제안하였으며, 기둥-보 접합부의 거동을 파악하기 위해 실대형 4개 실험체를 제작하여 구조거동 및 내력을 분석하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제42권3호
• /
• pp.325-351
• /
• 2022

This paper studies the lateral impact behavior of ultra-high performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC) filled double-skin steel tubular (UHPFRCFDST) columns. The impact force, midspan deflection, and strain histories were recorded. Based on the test results, the influences of drop height, axial load, concrete type, and steel tube wall thickness on the impact resistance of UHPFRCFDST members were analyzed. LS-DYNA software was used to establish a finite element (FE) model of UHPFRC filled steel tubular members. The failure modes and histories of impact force and midspan deflection of specimens were obtained. The simulation results were compared to the test results, which demonstrated the accuracy of the finite element analysis (FEA) model. Finally, the effects of the steel tube thickness, impact energy, type of concrete and impact indenter shape, and void ratio on the lateral impact performances of the UHPFRCFDST columns were analyzed.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제20권6호
• /
• pp.711-722
• /
• 2008

기존 콘크리트충전 각형강관(CFT) 구조에 사용하는 각형강관은 4개의 판을 용접하여 제작하는 박스칼럼이 일반적이다. 그러나 이러한 강관은 제작효율이 저하되며, 또한 기둥-보 접합부에는 내측 다이아프램과 관통 다이아프램을 용접하는데 특수한 용접기술이 필요하다. 따라서, 얇은 강판을 절곡하는 방식으로 응력집중 위치의 용접을 피하고, 단면효율이 극대화된 내부앵커 돌출형의 각형강관을 개발하게 되었다. 본 연구에서는 이 개발된 강관의 기둥-보 접합부로 외다이아프램형식을 채택하고. 보 플랜지의 응력 전달을 명확히 하기 위한 기둥-보 접합부 상세를 확 정하고자 이 접합부에 대한 단순인장 실험체를 제작하여 성능평가 실험을 수행하였다. 이 실험을 통해 콘크리트충전 기둥-보 접합부의 기둥-보 플랜지 용접 유무, 기둥-다이아프램 용접량, 콘크리트 충전유무, 다이아프램 설치 기둥과 일반기둥의 비교 등에 따른 인장영역 응력분포 및 내력평가를 진행하고 내부 앵커와 콘크리트 사이의 합성효과를 파악하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제25권1호
• /
• pp.71-80
• /
• 2013

구조, 시공 및 내화측면에서 우수한 콘크리트충전강관(CFT)부재에 대해서 구성재료의 강도가 높은 경우 즉, 콘크리트 압축강도가 100MPa 이상이면서 강관의 항복강도가 650MPa 이상인 경우에 대한 내화성능 평가실험 및 해석적 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 부재에 대해서 내화성능 거동을 파악하고자 ${\Box}-400{\times}400{\times}15$, 부재길이 3,000mm인 실물대 중심재하 내화실험을 행하였다. 실험변수는 중심축력을 5,000kN과 2,500kN로 하였다. 실험결과, 고강도 콘크리트의 폭렬 및 콘크리트 내부 균열에 의하여 축하중이 클수록 조기에 내력을 상실하였다. 또한, 유한차분법과 변형률적합조건을 이용한 비정상온도해석 및 응력해석을 수행하였으며, 고강도 재료모델은 Eurocode모델을 이용하였다. 해석모델은 시간-축변위 관계를 합리적으로 예측할 수 있었다.

• Composites Research
• /
• 제20권3호
• /
• pp.8-16
• /
• 2007

자동차 충돌이나 전복사고에 있어서 부재들의 변형은 축방향 압축붕괴와 함께 굽힘붕괴가 혼합된 변형양상을 보여주고 있으며, 자동차에 사용되는 대부분의 박벽관 부재는 굽힘붕괴가 주된 붕괴형태로 나타나고 있다. 하지만 혼성 사각관의 굽힘붕괴에 대한 연구는 축방향 붕괴의 연구에 비해 많이 부족한 현실이다. 본 논문에서는 알루미늄-복합재료 혼성 사각관의 굽힘 붕괴 거동 및 에너지 흡수 특성을 실험적 방법으로 연구하여 경량화 구조부재로서의 적용가능성을 조사하였다. 접착필름 살입형 경화법으로 제작된 알루미늄-복합재료 혼성 사각관 보에 대해 복합 재료 층의 적층두께와 적층 각에 따른 굽힘 성능을 평가하였다. 본 혼성 사각관 보는 복합재료만으로 구성된 사각관 보에서 발생할 수 있는 불안정한 붕괴모드를 안정적인 붕괴로 전환시키면서, 단순 알루미늄 사각관에 비해 에너지 흡수 능력이 향상되었고, 특히 $[0^{\circ}/90^{\circ}]s$를 적층한 혼성 사각관의 경우 벽두께 1mm인 알루미늄 사각관 시험편과 비교하여 흡수에너지가 1.78배 증가하였고 단위무게당 흡수에너지는 1.29배로 증가함을 보였다.

• 한국공간구조학회논문집
• /
• 제8권5호
• /
• pp.83-93
• /
• 2008

국민소득수준의 향상에 따라 국내 건축물의 디자인 및 사용목적의 대한 다양성이 요구되고 있다. 대공간 구조물은 이러한 시대적 요구에 적합한 구조물로서 최근 대공간 구조물에 대한 설계 및 시공법에 관한 관심이 꾸준히 증가하고 있다. 트러스구조는 대공간 구조에 보편적으로 사용되는 구조시스템으로 트러스의 부재는 단면의 효율이 높은 강관을 사용하는 것이 일반적이다. 현재 국내에 유통되고 있는 강관은 생산처에 따라 다양한 제품이 생산되고 있으나 강관 소재의 출처 및 강관 자체의 실제 성능에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이 연구는 국내에 유통되고 있는 일반구조용 각형강관, 원형강관 및 비계용 강관에 대하여 소재의 인장시험과 Stub-column 압축시험 및 기둥의 좌굴실험을 통해 강관의 소재성능 및 구조부재로서의 압축성능을 파악하는 것을 목적으로 한다. 소재시험결과, 구입처 구분 및 단면형상에 따른 강관 소재성능의 편차가 확인되었다. 기둥좌굴 실험결과, 각 실험체의 압축내력은 LSD 기준곡선에 만족하는 결과를 나타내었으며, SSRC 곡선1, ECCS-a곡선에 상회하는 결과를 나타내었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제33권7호
• /
• pp.541-551
• /
• 2009

Configuration of the inlet transition square duct (hereinafter referred to as "transition duct") for heat recovery steam generator (hereinafter referred to as "HRSG") in combined cycle power plant is limited by the construction type of HRSG and plant site condition. The main purpose of the present study is to analyze the effect of a variation in turbulent flow pattern by roof slop angle change of transition duct for horizontal HRSG, which is influencing heat flux in heat transfer structure to the finned tube bank. In this study, a computational fluid dynamics(CFD) is applied to predict turbulent flow pattern and comparisons are made to 1/12th scale cold model test data for verification. Re-normalization group theory (RNG) based k-$\epsilon$ turbulent model, which improves the accuracy for rapidly strained flow and swirling flow in comparison with standard k-$\epsilon$ model, is used for the results cited in this study. To reduce the amount of computer resources required for modeling the finned tube bank, a porous media model is used.

• 한국생산제조학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.169-173
• /
• 2011

Crash box is introduced to vehicle design to improve the impact performance and reduce the damage of vehicle body at impact speed. The crash box behind bumper can absorb impact energy effectively to improve vehicle safety. Repair cost at collision accident can be cut down by use of this box. The configuration of car body must be designed by considering the characteristic of material due to the deformation of car body happened at impact. Many papers have been published about material of crash box all over the world. The study of crash box with tube expansion type has been going on Korea. This study is done by the simulation analysis about front collisions against 5 kinds of aluminum crash boxes with the basic structure of square section.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제45권4호
• /
• pp.439-454
• /
• 2013

Hollow cylindrical tubes with a prismatic sandwich lining designed to replace the solid cross-sections are studied in this paper. The sections are divided by a number of revolving periodic unit cells and three topologies of unit cells (Square, Triangle and Kagome) are proposed. Some types of multiple-topology designed materials are also studied. The feasibility and accuracy of a homogenization method for obtaining the equivalent parameters are investigated. As the curved elements of a unit cell are represented by straight elements in the method and the ratios of the lengths of the curved elements to the lengths of the straight elements vary with the changing number of unit cells, some errors may be introduced. The frequencies of the first five modes and responses of the complete and equivalent models under an internal static pressure and an internal step pressure are compared for investigating the scope of applications of the method. The lower bounds and upper bounds of the number of Square, Triangular and Kagome cells in the sections are obtained. It is shown that treating the multiple-topology designed materials as a separate-layer structure is more accurate than treating the structure as a whole.