• Composites Research
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• 제16권1호
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• pp.50-57
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• 2003

저속충격을 받는 복합적층판의 충격거동을 해석하기 위하여 많은 연구자들이 수정된 Hertz의 접촉법칙이나 실험적으로 구한 정적압입법칙을 사용하여 왔다. 본 연구에서는 이들이 사용했던 충격해석방법에 대만 물리적 의미를 고찰하였으며, 두 법칙의 차이가 실제로 적층판의 충격거동해석에 미치는 영향을 고찰하였다. 나아가 접촉법칙에 사용되는 접촉상수 및 지수의 크기를 임의로 변경하여 해석함으로써 접촉법칙이 충격거동해석의 결과에 미치는 영향을 살펴보았다. 최종적으로 선형화된 접촉법칙을 적용하여도 충격거동해석을 정확히 수행할 수 있음을 보였다. 이 개념을 응용하면 충격문제해석을 위한 부가적인 프로그램 개발 없이 범용 유한요소해석 프로그램으로도 복합적층판의 저속충격거동을 해석할 수 있음을 보였다.

• 항공우주기술
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• 제2권1호
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• pp.213-222
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• 2003

항공우주비행체에 사용되고 있는 복합적층재 구조물에 대한 저속충격 하중이력을 해석하는 방법들에 대하여 고찰하였다. 저속충격문제 연구 초기인 1980년대에 사용된 고전적인 해석방법의 물리적 의미를 살펴보았고, 정현파의 형상으로 가정하여 근사적으로 충격하중 이력을 계산하는 방법에 대해서 살펴보았다. 접촉법칙의 접촉계수나 지수의 크기와 충격하중이력의 해석결과에 미치는 영향을 분석하였고, 결과적으로 선형화된 접촉법칙을 사용하여 충격하중이력을 정확히 해석할 수 있음을 파악하였다. 뿐만 아니라 본 논문에서 제시된 해석 방법을 사용함으로써, 범용 유한요소해석 코드를 사용하여 충격문제를 용이하게 해석할 수 있음을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권7호
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• pp.44-50
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• 2002

본 논문에서는 저속충격을 받는 복합재 샌드위치 평판의 동적 거동에 관한 연구를 수행하였다. 접촉 하중의 산출을 위해서 Hertz의 접촉법칙을 새로이 수정하는 방법을 제시했는데, 지수를 줄이는 방법과 심재의 두께방향의 탄성계수의 값을 줄여 등가 탄성계수를 계산하는 방법을 사용했다. 접촉하중을 산출하는 비선형 방정식은 Newton-Raphson 방법을 사용하여 계산하였고, 시간적분에는 Newmark-beta 방법을 사용하였다. 이러한 기법과 18절점 가정변형률 솔리드 요소를 적용하여 저속충격 해석용 유한요소 프로그램을 개발했다. 이 프로그램을 이용하여 다양한 복합재 샌드위치 평판의 저속충격에 대한 동적 거동을 해석하였다. 제안된 접촉법칙을 적용한 해석결과를 분석하여 볼 때, 대부분의 경우에서 접촉하중과 접촉시간이 실험결과와 대체로 일치함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.713-722
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• 1991

본 연구에서는 graphite/epoxy와 glass/epoxy 그리고 graphite/epoxy와 kevl- ar/epoxy의 혼합적층된 복합재료 평판의 저속충격에 대한 응답을 유한요소 모델을 사 용하여 수치해석 한후, 각각의 단일적층판들의 결과와 비교하였으며, 이때의 접촉력 관계식은 Yang과 Sun이 제안한 수정된 접촉법칙을 이용하였다. 또한, 수치해석 결과 에서의 충격자의 속도변화로써 혼합적창판 배열에 따른 에너지 흡수율을 계산하였고, 이를 충격특성이 취약한 graphite/epoxy 단일 적층판의 결과와 비교 고찰하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.311-316
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• 2008

일정한 크기의 응력이 반복적으로 작용할 때 매 사이클마다 변형이 증가하는 현상을 라체팅이라고 한다. 라체팅은 레일이나 차륜의 균열발생 기구의 하나이지만 실험적, 이론적 측면에서 아직 많은 연구를 필요로 하는 분야이다. 레일의 경우 접선력 방향으로 소성변형이 축적되는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 차륜-레일의 구름 접촉에서 발생하는 응력의 이론해에 대해 살펴보고, 라체팅을 모델링 할 수 있는 비선형 이동 경화법칙을 사용하는 탄소성 구성방정식을 적용하여 라체팅 현상을 모델링 하였다. 일정 크기의 접촉력이 반복적으로 작용할 때 매 사이클마다 일정 크기의 소성변형이 발생하였다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.74-79
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• 2008

본 논문에서는 유한요소법을 이용하여 저속충격을 받는 복합적층판(Graphite/Epoxy)의 충격과도응답을 조사한다. 판의 대처짐을 고려한 von-Karman 이론에 Mindlin의 전단변형 효과와 회전관성 효과를 포함한 비선형 이론을 도입한다. 과도응답의 수렴은 정적만입실험을 통해 얻은 접촉법칙을 사용하며, 다양한 복합적층판의 두께 변화에 따른 접촉력, 변위응답, 변형률 등을 조사하여 비교 분석한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.735-750
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• 1991

본 연구에서는 적층 복합판의 충격 해석을 위하여 Reddy의 고차 전단 변형 이 론에 기초를 두고, 정적 압입 실험에 의한 접촉 법칙을 고려한 동적 유한 요소 해석 (dynamic finite element analysis)을 행하여 충격 실험에 의한 결과와 1차 전단변형 이론에 의한 해와 비교 검토하므로서, 그 유용성과 우수성을 입증하고, 적층 복합재의 충격 응력 및 응력파 전파 특성에 대하여 연구하고자 한다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.77-83
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• 2011

복합적층판은 다른 금속재료에 비해 높은 비강도, 비강성 등의 우수한 역학적 특성을 지니므로 최근 다양한 분야에서 사용하고 있다. 그러나 이러한 복합적층판은 일반 금속재료에 비해 충격에 약하다는 단점이 있다. 이 점을 해결하기 위한 연구는 많은 연구자들에 의해 다양하게 시도되고 있다. 본 연구는 복합적층판에 초기응력을 도입하여 충격거동 특성을 파악한다. 고전적인 이론식인 Hertz의 접촉법칙과 실험식인 Sun과 Tan의 압입법칙을 포함한 유한요소프로그램을 이용하여 복합적층판의 초기응력에 의한 충격거동 특성을 조사한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.9-19
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• 1989

본 논문에서는 복합 적층판의 이론적 충격 응답을 통한 충격 응력 및 충격파 전파를 해석하기 위하여 이질, 이방성 판에 전단 변형을 고려한 Whitney와 Pagano의 이론에 기초를 두고 정적 접촉법칙과 연계한 동적 유한요소해석(FEA)을 하여, 이 중 충격 접촉력에 관하여는 각각 [0。/45。/0。/-45。/0。]$_{2s}$와 [90。/45。/90。/-45。/90。]$_{2s}$의 두 적층 형태를 가지는 흑연/에폭시와 유리/ 에폭시 복합 재료에 대한 강구에 의한 충격 해석을 하여, Yang의 식에 의한 최대 접촉력과 비교 검토하였고, 다음 변형율 파형을 파동 전파(wave propagation) 이론에 의해 비교 검토하므로써 본 이론해석의 타당성을 입증하였고, 재료 및 적층 형태에 따른 충격 응답, 충격 응력 및 충격파 전파 특성에 대하여 연구하였다.하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.600-611
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• 1994

The purpose of this research is to propose a model for the prediction of residual strength. For this purpose, two-paremeter model based on Caprino's is developed and formulated by the ratio of indentation due to impact and normalized residual strength. The damage zone is considered only as an indentation. Impact tests are carried out on laminated composites by steel balls. Test material is carbon/epoxy laminate. The specimens are composed of $[{\pm}45^{\circ}/0^{\circ}/90^{\circ}]_2$ and $[\pm}45^{\circ}]_4$ stacking sequence and have $0.75^T{\times}0.26^W{\times}100^L(mm) dimension. A proposed model shows a good correlation with the experimental results And failure mechanism due to high impact velocity is discussed on CFRP laminates to examine the initiation and development of damage by fractography and ultrasonic image ststem. The effect of the unidirectional ply position on the residual strength is considered here.