• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1996년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.210-217
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• 1996

Under strong shock loads including earthquake or blast, structures may start to crack in stress concentrated members. The continuous behavior of the structure changes to the discontinuous. In this study, numerical method analyzing continuous and discontinuous behavior of a structure is developed using a modified distinct element method. Equations of motion of each distinct element are integrated using the central difference method, one of the finite difference methods. Interactions between he elements are considered by an element and pore spring. The forces acting in the center of an element include contact stress transferred by element spring; tensile stress by pore spring; and external traction such as earthquake or blast load. To verify the proposed method, the behavior of the cantilever beam subject to the quasi-static concentrated force at the end is investigated. The failure behavior of the simply supported beam subject to the strong shock at the center is studied. The proposed method can predict the failure behavior of the structure due to the shock loading and the post-failure discontinuous behavior of the structure.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.115-120
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• 2004

This paper concerns the active aeroelastic control of flapped wing systems exposed to blast and/or the sonic boom in an incompressible flow field. This is achieved via implementation of a robust estimation capability (sliding mode observer: SMO), and of the use of the deflected flap as to suppress the flutter instability or enhance the subcritical aeroelastic response to blast loads. To this end, a control methodology using LQG(Linear Quadratic Gaussian) in conjunction with SMO is implemented, and its performance toward suppressing flutter and reducing the vibrational level in the subcritical flight speed range is demonstrated. Moreover, its performances are compared to the ones provided via implementation of conventional LQG with Kalman filter.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권2호
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• pp.195-202
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• 2023

Dynamic deflection analysis of sandwich beams with cellular core under thermal and pulse loads has been performed in the present article. The cellular core sandwich beam has two layers fortified by graphene oxide powder (GOP) which are micromechanically modeled by Halpin-Tsai formulation. The pulse load has blast type and is applied on the top side of sandwich beam. The system of equations has been developed based on higher-order beam theory and Ritz method. Then, they are solved in Laplace domain to derive the dynamic deflections. The dependency of beam deflection on temperature variation, GOP content, pulse load duration/location and core relative density has been studied in detail.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.179-186
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• 2024

본 논문에서는 충격파 형태의 폭발 하중을 받는 부재의 소성 범위를 고려한 SDOF 해석의 수정계수를 개발하였다. SDOF 해석의 수정계수는 MDOF 해석 결과 값을 비교하여 도출하였다. SDOF 해석에 영향을 미치는 매개변수로 부재의 경계조건, 폭발 하중 지속시간과 고유주기 비를 선정하였다. 수정계수는 탄성 하중-질량 변환 계수를 기준으로 산정하였다. 수정계수 곡선은 상한, 하한 매개변수 경계 사이에 있도록 타원 방정식을 이용하여 도출하였다. 서로 다른 단면과 경계조건을 가지는 예제에 수정계수를 적용한 결과 SDOF 해석의 오차율이 15%에서 3%로 감소하였다. 본 연구의 결과는 수정계수를 적용하여 SDOF 해석의 정확도를 높임에 따라 폭발 해석에 널리 활용될 수 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제61권1호
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• pp.44-50
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• 2024

In order to reasonably predict damage extents of naval ships under in-compartment explosion (INCEX) loads, two conditions should be fulfilled in terms of accurate INCEX load generation and fracture estimation. This paper seeks to predict damage extents of various naval ships by applying the CONWEP model to generate INCEX loads, combined with the Hosford-Coulomb (HC) and localized necking (LN) fracture model. This study selected a naval ship with a 2,000-ton displacement, using associated specifications collected from references. The CONWEP model that is embedded in a commercial finite element analysis software ABAQUS/Explicit was used for INCEX load generation. The combined HC-LN model was used to simulate fracture initiation and propagation. The permanent failures with some structural fractures occurred where at the locations closest to the explosion source points in case of the near field explosions, while, some significant fractures were observed in way of the interfaces between bulkheads and curtain plates under far field explosion. A large thickness difference would lead to those interface failures. It is expected that the findings of this study enhances the vulnerability design of naval ships, enabling more accurate predictions of damage extents under INCEX loads.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.565-575
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• 2009

최근, 테러 및 전쟁과 관련된 폭발사고가 빈번히 발생하고 있으며, 특히 도심지에서는 이러한 폭발사고로 인해 인명피해 뿐 아니라 주요 시설물에도 큰 손상이 가해져 제2차, 3차의 피해가 발생하게 된다. 폭발사고에 대하여 인명 및 시설물을 안전하게 보호하기 위해서는 기본적으로 구조물에 가해지는 폭발하중 효과에 대한 이해가 필요하다. 폭발하중은 매우 빠른 시간 내에 콘크리트 구조물에 큰 압력으로 작용하는 하중이므로 변형률 속도와 구조물의 국부적인 손상을 고려하여 동적응답을 평가해야 한다. 일반적으로, 콘크리트는 다른 건설재료에 비해 상대적으로 높은 폭발저항성을 가진 재료이지만, 일반강도 콘크리트는 충격 및 폭발하중에 대하여 충분한 저항성능을 가지지 않는다. 그러므로 방호설계에서는 고에너지 흡수력과 높은 파괴저항성을 지니는 새로운 재료의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 최근 활발하게 연구 중인 초고강도 콘크리트(UHSC)와 Reactive Powder Concrete(RPC)에 대한 방폭성능을 평가하고자 한다. UHSC와 RPC는 강도 및 성능향상, 부재의 치수 및 중량 감소, 내진저항성 향상과 같은 장점들로 인해 초고층건물 및 초장대교량에서 사용되어지고 있다. 또한 UHSC와 RPC는 9.11테러와 같은 테러 및 충격하중에 의한 사회주요시설물의 방호설계에 적용할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 폭발하중에 대한 UHSC 및 RPC 구조물의 거동을 파악하기 위하여 $1.0m{\times}1.0m{\times}150mm$의 슬래브 구조물 시편을 제작하여 폭발실험을 수행하였으며, 폭발파의 특성 뿐만 아니라 최대 및 잔류 변위와 철근과 콘크리트 표면에서 변형률을 측정하여 구조물의 거동을 분석하였다. 또한 손상 및 파괴모드를 각 시편별로 측정하였다. 본 실험을 통해 UHSC 및 RPC가 일반강도콘크리트에 비해 폭발저항성이 높은 것으로 분석되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.287-296
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• 2019

본 논문에서는 지반경계조건의 설정이 프리캐스트 아치구조물의 폭발저항성능 평가에 미치는 영향을 수치해석적 기법을 사용하여 파악하고자 하였다. 지반경계조건은 고정조건과 PML(perfectly matcher layer)을 이용한 경계조건의 두 가지로 적용하였으며, 폭발하중은 대상 구조물의 설계하중보다 큰 하중을 사용하여 경계조건의 영향을 명확히 비교할 수 있도록 하였다. 폭발압력의 분포 및 경로, 구조물에 발생하는 변위, 콘크리트의 파쇄여부, 콘크리트 및 철근의 응력을 비교 분석하였으며, PML을 적용하였을 때 지반 경계면에서 발생하는 반사파를 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였다. 또한, 이로 인해 구조물 기초부의 변위가 감소하는 것으로 나타났다. 하지만, 콘크리트의 파쇄여부, 콘크리트 및 철근에 발생하는 응력을 포함한 전반적인 구조물의 거동에는 뚜렷한 차이가 발생하지 않았다. 따라서 방호시설의 설계를 목적으로 폭발시뮬레이션을 수행하는 경우에는 지반경계조건에 고정조건을 적용하였을 때 안전측의 결과를 얻을 수 있으며, 해석시간이 단축되는 이점도 있으므로 이러한 면을 종합적으로 고려하여 지반경계조건을 고정조건으로 적용하는 것이 합리적이라고 판단된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1188-1195
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• 2007

The vertical forces in rail fasteners at areas of bridge transitions near the embankment and on the pier will occur due to different deformations of adjoining bridges caused by the trainloads, the settlement of supports, and the temperature gradients. The up-lifting forces is not large problem in the blast track because the elasticity of blast and rail pad buffs up-lifting effect. But, it is likely to be difficult to ensure the serviceability of the railway and the safety of the fastener in the end in that concrete slab track consist of rail, fastener, and track in a single body, delivering directly the up-lifting force to the fastener if the deck is bended because of various load cases, such as the end rotation of the overhang due to the vertical load, the bending of pier due to acceleration/braking force and temperature deviation, the settlement of embankment and pier, the temperature deviation of up-down deck and front-back pier, and the rail deformation due to wheel loads. The analysis of the rail fastener is made to verify the superposed tension forces in the rail fastener due to various load cases, temperature gradients and settlement of supports. The potential critical fasteners with the highest uplift forces are the fastener adjacent to the civil joint. The main influence factors are the geometry of the bridge such as, the beneath length of overhang, relative position of bridge bearing and fastener, deflection of bridge and the vertical spring stiffness of the fastener.

• Advances in concrete construction
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• 제5권5호
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• pp.493-512
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• 2017

Blast loads may considerably affect the response of structures. In previous years, before computer analysis programs, the parameters of blast effects were calculated with empirical methods, consequently some researchers had proposed equations to find out the phenomenon. In recent year's computer analysis programs have developed already, so detailed solutions can be made numerically. This paper describes the blasting response of the structures using numerical and empirical methods. For the purpose, a reinforced concrete retaining wall is modelled using ANSYS Workbench software, and the model is imported to ANSYS AUTODYN software to perform explicit analyses. In AUTDYN software, a sum of TNT explosive is defined 5,5 m away from the wall and solution is done. Numerical results are compared with those of obtained from empirical equations. Similar study is also considered for equal explosive which is the 4 m away from the wall. The results are represented by graphics and contour diagrams of such as displacements and pressures. The results showed that distance of explosive away from the wall is highly affected the structural response of it.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.369-379
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• 2012

비산물체의 충돌 및 폭발, 테러 등의 극한하중에 의한 구조물의 붕괴는 재산상의 손실뿐만 아니라 다수의 인명피해를 유발한다. 일반적으로 콘크리트는 타 건설재료에 비해 충격 및 폭발 하중에 우수한 저항성능을 지니고 있다고 알려져 있으나, 준-정적(quasi-static)하중과는 달리 높은 변형률 속도를 갖는 극한하중을 고려하지 않고 설계된 기존의 콘크리트 구조물은 예상치 못한 극한하중에 노출될 경우 상당히 위험할 수 있다. 이 연구에서는 콘크리트 보의 충격저항성능을 향상시키기 위해 길이 30 mm의 번들형 양단 hooked type의 강섬유를 전체 부피의 0%에서 1.5%까지 혼입하여 정하중 및 충격하중 휨 실험을 수행하고, 그 성능을 평가하였다. 실험 결과 강섬유의 혼입률을 증가시킬 경우 정하중뿐만 아니라 충격하중에서도 휨강도와 연성 등 휨 저항성능이 크게 향상되는 경향을 보였다. 강섬유를 인장부에 집중적으로 혼입한 층 구조 콘크리트 보의 경우에는 동일한 양의 섬유를 보 전체에 타설한 시편에 비해 휨 저항성능이 향상되는 것으로 나타났다. 또한, 강섬유 보강 콘크리트의 재료적 비선형성을 고려하여 단자유도계(sing degree of freedom, SDOF) 시스템의 해석 알고리즘을 구성하고 실험 결과와 비교하였으며, 비교적 정확하게 최대 처짐을 예측하는 것으로 나타났다.