• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• 제40권5호
• /
• pp.469-481
• /
• 2016

In this paper, a mathematical methodology was theoretically studied to obtain the impact force caused by the collision between rigid bodies. This theoretical methodology was applied to compute the impact force applied on the spent nuclear fuel disposal canister that accidentally drops and collides onto the ground. From this study, the impact force required to ensure a structurally safe canister design was theoretically formulated. The main content of the theoretical study concerns the rigid body kinematics and equation of motion during collision between two rigid bodies. On the basis of this study, a general impact theory to compute the impact force caused by the collision between two bodies was developed. This general impact theory was applied to theoretically formulate the approximate mathematical solution of the impact force that affects the spent nuclear fuel disposal canister that accidentally falls to the ground. Simultaneously, a numerical analysis was performed using the computer code to compute the numerical solution of the impact force, and the numerical result was compared with the approximate mathematical solution.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
• /
• 제4권2호
• /
• pp.127-137
• /
• 1992

원자력발전소의 콘크리트 격납용기구조물등과 같이 안전성이 높게 요구되는 구조물들은 예기치 않은 혹은 부주의한 사고로 인하여 발생하는 비산물체에 의한 충격에 충분히 저항할 수 있도록 설계되어야 한다. 이러한 물체에 의한 충격은 벽면의 국부적인 피해와 벽 전체의 전반휨응답으로 나타나며, 이에 저항하기 위해서는 벽체의 관통이나 스캐빙(scabbing)이 일어나지 않도록 벽두께를 결정하여야 하고 또한, 파괴가 일어나지 않도록 벽체를 설계하여야 한다. 본 논문에서는 지금까지 연구된 충격현상에 대한 이론 및 실험결과를 토대로 하여 벽면의 국부효가 발생시 이와 동시에 진행되는 탄성효과 및 전반거동효과를 고려하여 관입깊이를 계산할 수 있는 이론을 유도하였으며, 기존의 실험결과를 이용하여 이론적인 결점을 보완한 반이론식을 제안하였다. 또한, 본 논문에서는 실험결과와 기존식성충격과 소성충격을 구분짓는 스폴링속도에 대한 개념을 제시하였다. 본 논문은 충격을 받는 철근콘크리트 구조물의 벽체설계에 유용한 토대를 제공할 것으로 사료된다.

• Computational Structural Engineering
• /
• 제11권4호
• /
• pp.147-154
• /
• 1998

강체 충격자가 납 표적에 33m/s ∼ 141m/s의 속도로 충돌할 때의 침투특성을 연구하기 위하여 Jognson 이론식을 이용한 이론해석과 AUTODYN 코드를 이용한 수치해석 및 실험장치를 이용한 실험측정을 실시하고 그 결과들을 비교 분석하였다. 실험장치로는 가스압력식 발사장치를 설계 제작하였으며, 실험용 충격자로는 충돌부위 형상이 반구형인 반구형 충격자와 원추형인 원추형 충격자 2종류를 사용하였다. 또한, 납재료에 대한 동적 유동응력을 얻기 위하여 홉킨스 압력봉실험을 수행하였다. 침투특성에 관한 연구결과, 이론적 해석결과는 저속 충돌범위(반구형 충격자 : 53m/s, 원추형 충격자 ; 73m/s)에서 실험결과치와 93%이상 잘 일치하였으며, 수치해석결과는 전체적인 충돌속도 범위에서 반구형 충격자인 경우 73%이상, 원추형 충격자인 경우 86%이상 일치하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• 제2권3호
• /
• pp.36-46
• /
• 1998

Shock-wave in a supersonic diffuser flow cannot be stable even in the given pressure ratio which remains constant over time, and oscillates around a certain time-mean position. In the present study, oscillation of a normal shock-wave in a supersonic diffuser was analyzed by a small perturbation method. Upstream pressure perturbation was applied to a supersonic diffuser flow with a normal shock-wave. Stability of shock-wave was investigated by considering the diffuser pressure recovery and frequency of the pressure perturbation. The results obtained show that a stable oscillation of weak normal shock-wave is obtainable for the flow with the Mach number over 1.74. The ratio of sound pressures downstream to upstream of the shock wave increases with increase of the Mach number. The present results agree well with other analytical and experimental results.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• 제15권3호
• /
• pp.735-750
• /
• 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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• 제12권4호
• /
• pp.652-661
• /
• 1988

A theoretical attempt is made to analyze the dynamic contact force and response of laminated composite beams subjected to the transverse impact of steel balls. A beam finite element model based on the modified theory for laminated composites in conjunction with static contact laws is formulated for the theoretical investigation. Finally, it is shown that the present results are in good agreement with some existing solutions or wave propagation theory.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
• /
• pp.24-24
• /
• 2000

작업 중 공구를 관에 떨어뜨리거나 작업하기 위해 관을 이동하던 중 다른 물체에 부딪힐 경우 복합재로 만들어진 관이 손상을 입게 되는 경우가 생기는데 관이 상황에 따라 얼마나 손상을 입었는지가 본 연구의 관심이다. 충격자는 직경이 25.4mm와 12.7mm인 반구형 2종류와 모서리의 직경이 15mm인 원추형 1종류로 각각 무게가 다르며, 떨어뜨리는 자유낙하 높이는 120mm에서 700mm로 종류에 따라 간격을 달리했다. 실험 장치로는 Dynatup 8250을 사용했으며 충격에너지, 최대충격하중, 충격변위, contact diameter를 측정했다. 시험 후 시편은 방사선 촬영을 하여 충격자의 종류에 따라 손상의 정도가 어떻게 다른지를 파악했다. 직경이 25.4mm인 반구형의 충격자는 표면의 손상은 적었으나 복합재 관의 내부에 delamination이 많이 생겼으며 직경이 12.7mm인 반구형의 충격자는 표면의 손상이 심했으나 내부의 delamination이 상대적으로 적었다. Contact diameter와 최대충격하중과의 관계는 실험치와 이론치가 잘 일치했으나 Kinetic energy와 최대충격하중과의 관계는 실험치와 이론치의 차이가 있었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• 제13권1호
• /
• pp.9-19
• /
• 1989

The impact stress and wave propagation of graphite/epoxy and glass/epoxy laminates subjected to the transverse low-velocity impact of steel balls are investigated theoretically. A plate finite element model based on Whitney and Pagano's theory for the analysis of heterogeneous and anisotropic plates taking into account of the transverse shear deformation is used for the theoretical investigation. This model is in conjuction with static contact laws. The basic element is a four-node quadrilateral with the five degrees-of-freedom per node. The reduced integration technique is used for shear locking associated with low-order function in application to thin plates. These two materials are composed of [0.deg./45.deg./0.deg./-45.deg./0.deg.]$_{2S}$ and [90.deg./45.deg./90.deg./-45.deg./90.deg.]$_{2S}$ stacking sequences and have clamped-clamped boundary conditions. Finally, the present results are compared with an existing solution and wave propagation theory and then impact stress and wave propagation phenomena are investigated.gated.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• 제12권3호
• /
• pp.481-488
• /
• 1988

In the analysis of impulsive response of plate, Lagrange's theory, Reissner's theory and Mindlin's theory are generally used. But, in applying these theories the impulsive stresses directly underneath the concentrated impact point cannot be analyzed because the solution fails to converge. In this paper, therefore, an attempt for a supported square plate is made by using three-dimensional dynamic theory of elasticity on the supposition that the uniform distributed load acts on the central part of it. In order to clarify the validity of theoretical analysis, the strain variations are measured experimentally for a square glass plate. Finally it is shown that these theoretical results are in close agreement with the experimental results.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
• /
• 제7권2호
• /
• pp.44-56
• /
• 1993

The purpose of this paper is to analyze the impact response behaviors of glass/epoxy laminated composite plates subjected to the transversely impact of a steel ball. For this purpose, dynamic finite element analysis based on the higher-order shear defomation plate theory is used to compute the contact forces, rebound velocity of a steel ball, and dynamic strain response histories. And low-velocity and high-velocity impact experiments were conducted to compare the results and compute the wave propagation velocities. The results obtained from impact experiments are in good agreement with those of dynamic finite element analysis. Also the wave propagation velocities obtained from high-velocity impact experiments and wave propagation theory agree well, and wave velocities were higher in the smaller radius of steel ball.