• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2011년도 추계 총회 및 창립 30주년 기념 심포지엄
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• pp.111-115
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• 2011

• 터널과지하공간
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• 제18권6호
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• pp.457-464
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• 2008

암반 굴착기술의 고속화 및 정밀한 암반손상평가를 위해서는 암석의 동적파괴 메커니즘에 관한 연구가 중요하다. 본 연구에서는 충격파형 제어 Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) 시스템을 이용하여 모의 암석시료에 단계별 충격하중을 가하여 취성재료의 동적파괴 특성 및 동적손상메커니즘을 분석하였다. 실험시료의 손상도 평가를 위하여 충격실험 전후에 모든 시료에 대하여 P파 및 S파 속도를 측정하였으며, 탄성파 속도 감쇠정도에 따른 손상도를 평가하였다. 모의 연암 시료와 경암 시료의 탄성파 속도 감쇠비는 충격하중이 증가함에 따라 비슷한 수준으로 증가하는 경향을 보였으나, 최종 변형률의 경우 모의 연암 시료에서 현저히 높은 값을 나타내었다.

• 터널과지하공간
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• 제21권2호
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• pp.109-116
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• 2011

본 연구에서는 스플릿 홉킨슨 압력봉 실험장비를 적용한 압열인장 실험을 수행하여, 암석의 동적인장강도 및 변형률 속도를 평가하였다. 시료가 파괴되기 전에 시료 내 동적 응력평형상태를 확보하기 위하여 펄스쉐이핑 기법으로 입사파의 증가시간을 제어하였다. 압열인장 실험시료는 Inada 화강암, Kimachi 사암, Tage응회암을 정밀하게 가공하여 제작되었다. 결과로서, Inada 화강암의 동적인장강도는 정적인장강도의 11.9배 이였으며, Kimachi 사암과 Tage 응회암은 각각 8.5배, 9.2배로 평가되었다. 고속카메라를 이용하여 시료 내 축 하중 방향으로 발생하는 인장균열의 발생양상을 관찰하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.981-987
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• 2010

Split Hopkinson Pressure Bar(SHPB) 실험기법은 고변형률 하중 조건하에서 변형하는 여러 가지 공업 재료의 변형 거동 특성을 규명하는데 가장 널리 사용되는 실험 방법 중의 하나이다. 본 논문에서는 봉을 통하여 전파하는 응력파의 모양과 라이징 시간을 제어할 수 있는 pulse shaper를 사용하는 수정 SHPB 실험기법을 이용하였다. 수정 SHPB 실험 장치에 고온 장치를 부착하고 알루미늄 합금 7075-T6의 고변형률 하에서의 고온 변형거동에 대한 연구를 수행하였다. 고온 수정 SHPB 실험 장치를 이용하여 알루미늄 합금 7075-T6의 온도와 변형률속도에 따른 기계적 특성을 규명하고, 실험적으로 얻어진 데이터를 Johnson-Cook 구성방정식을 적용하여 알루미늄 합금 7075-T6의 동적 거동을 모델 하는 변수를 결정하였다.

• Composites Research
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• 제35권1호
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• pp.38-41
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• 2022

고 변형률 속도에서 폴리프로필렌-유리 장섬유 복합재료(PP-LGF)와 열가소성 올레핀(TPO) 소재의 동적 압축 특성을 얻기 위해 홉킨슨바(Split-Hopkinson Pressure Bar (SHPB))를 이용하여 실험을 진행하였다. SHPB는 변형률 속도 100 s^-1~10000 s^-1 범위에서 재료의 동적 기계적 물성을 확인할 수 있는 장치이다. SHPB 시험은 입력봉과 전달봉에서 측정된 탄성파를 이용하여 시편의 응력, 변형률 및 변형률 속도를 얻을 수 있는 탄성파 전달 이론을 기반으로 한다. 또한 SHPB에서 얻은 변형률 데이터의 검증을 위해 시편을 초고속카메라로 촬영하여 DIC 기법을 통해 얻은 변형률 데이터와 비교 진행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제19권6호
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• pp.545-557
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• 2009

단계별 손상에 따른 취성재료의 동적손상메커니즘을 파악하고자 국내암석을 대상으로 스플릿 홉킨슨 압력바 시스템을 이용한 단계적 충격하중실험을 수행하였다. 실험시료 내 동적손상을 평가하기 위하여 고해상도 X-ray 단층촬영 시스템을 적용하였다. 그 결과 낮은 충격하중에서는 시료 내 전반적으로 축방향 균열 즉 수직균열이 발생하지만, 충격속도가 증가함에 따라 시료와 입사바 또는 전달바와의 접촉면에 구속효과가 발생하여 입사바와의 접촉면 중심부에 균열이 사라지는 경향을 보였다. 그러나 구속력을 적게 받는 시료의 원주표면 부근에서는 박리균열을 보였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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• pp.795-798
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• 1997

This study is about the dynamic behavior of steel(SM45C). Dynamic tests were performed using SHPB(Split Hopkinson Pressure Bar) which is designed and modified to be used in both tensile and compressive modes. Quasi-static compression tests were also carried out for the comparison to the dynamic results. Not only the dynamic mechanical properties but also the effect of the notch of the specimen on stress-strain curve were investigated. The dynamic test results reveal that strain and stress are sensitively affected by the notch. The depth and the number of notch increase the stress and decrease the strain.

• 소성∙가공
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• 제26권5호
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• pp.314-322
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• 2017

In the high-speed forming analysis, dynamic material properties considering a high strain rate are required. The split Hopkinson pressure bar (SHPB) experiment was performed for measuring dynamic material properties under high strain rate. The pulse shaping method was used to improve the accuracy of the SHPB experiment. A pulse shaper attached to the front of the incident bar was used for specimen dynamic stress equilibrium through stress wave control. Numerical analysis and SHPB test were performed to verify whether the pulse shaper affects the dynamic stress equilibrium in copper and Al6061 specimens. The results of SHPB test and numerical analysis show that the pulse shaper contributes to the dynamic stress equilibrium. Based on the improved stress equilibrium using a pulse shaper, the flow stress curves for copper and Al6061 materials were obtained at strain rates of 1344.4/sec and 1291.6/sec, respectively.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제55권4호
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• pp.857-869
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• 2015

The aluminum 7075-T6 is known as an alloy widely used in aircraft structural applications, which does not exhibit strain rate sensitivity during dynamic compressive tests. Despite mechanical importance of the material, there is not enough attention to determine appropriate sample dimensions such as a sample diameter relative to the device bar diameter and sample length to diameter (L/D) ratio for dynamic tests and how these two parameters can change mechanical behaviors of the sample under dynamic loading condition. In this study, various samples which have different diameters of 31.8, 25.4, 15.9, and 9.5 mm and sample L/D ratios of 2.0, 1.5, 1.0, 0.5, and 0.25 were tested using Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB), as this testing device is proper to characterize mechanical behaviors of solid materials at high strain rates. The mechanical behavior of this alloy was examined under ${\sim}200-5,500s^{-1}$ dynamic strain rate. Aluminum samples of 2.0, 1.5 and 1.0 of L/D ratios were well fitted into the stress-strain curve, Madison and Green's diagram, regardless of the sample diameters. Also, the 0.5 and 0.25 L/D ratio samples having the diameter of 31.8 and 25.4 mm followed the stress-strain curve. As results, larger samples (31.8 and 25.4 mm) in diameters followed the stress-strain curve regardless of the L/D ratios, whereas the 0.5 and 0.25 L/D ratios of small diameter sample (15.9 and 9.5 mm) did not follow the stress-strain diagram but significantly deviate from the diagram. Our results indicate that the L/D ratio is important determinant in stress-strain responses under the SHPB test when the sample diameter is small relative to the test bar diameter (31.8 mm), but when sample diameter is close to the bar diameter, L/D ratio does not significantly affect the stress-strain responses. This suggests that the areal mismatch (non-contact area of the testing bar) between the sample and the bar can misrepresent mechanical behaviors of the aluminum 7075-T6 at the dynamic loading condition.

• Computers and Concrete
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• 제21권4호
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• pp.399-406
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• 2018

The present study focuses on the performance of basalt fiber reinforced concrete (BFRC) lining in tunnel situated in sandstone rock when subjected to internal blast loading. The blast analysis of the lined tunnel is carried out using the three-dimensional (3-D) nonlinear finite element (FE) method. The stress-strain response of the sandstone rock is simulated using a crushable plasticity model which can simulate the brittle behavior of rock and that of BFRC lining is analyzed using a damaged plasticity model for concrete capturing damage response. The strain rate dependent material properties of BFRC are collected from the literature and that of rock are taken from the authors' previous work using split Hopkinson pressure bar (SHPB). The constitutive model performance is validated through the FE simulation of SHPB test and the comparison of simulation results with the experimental data. Further, blast loading in the tunnel is simulated for 10 kg and 50 kg Trinitrotoluene (TNT) charge weights using the equivalent pressure-time curves obtained through hydrocode simulations. The analysis results are studied for the stress and displacement response of rock and tunnel lining. Blast performance of BFRC lining is compared with that of plain concrete (PC) and steel fiber reinforced concrete (SFRC) lining materials. It is observed that the BFRC lining exhibits almost 65% lesser displacement as compared to PC and 30% lesser displacement as compared to SFRC tunnel linings.