• 대한기계학회논문집A
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• 제40권5호
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• pp.469-481
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• 2016

본 논문에서는 강체 간 충돌에 의해 발생하는 충격력을 얻는 수학적 방법이 이론적으로 연구되었다. 이 이론적 방법은 사고로 지면에 추락낙하 하는 고준위폐기물 처분용기에 가해지는 충격력을 구하는 데에 적용되었다. 이 연구로부터 고준위폐기물 처분용기의 구조 안전성 설계에 요구되는 충격력이 이론적으로 유도되었다. 이론연구의 주된 내용은 두 강체의 충돌 시 강체운동학과 운동방정식에 관한 것이다. 이를 토대로 두 물체 간 충돌 시 발생하는 충격력을 구하는 일반적인 충격이론이 개발되었다. 이 충격이론을 처분장에서 처분용기 운송 시 운반차량에서 사고로 추락낙하 하여 지면과 충돌하는 처분용기에 발생하는 충격력을 구하는 문제에 적용하여 충격력에 대한 수학적 근사해를 이론적으로 구하였다. 동시에 컴퓨터코드를 이용한 수치해석을 수행하여 구한 수치해를 수학적 근사해와 비교하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제4권2호
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• pp.127-137
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• 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.

• 전산구조공학
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• 제11권4호
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• pp.147-154
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• 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.

• 한국추진공학회지
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• 제2권3호
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• pp.36-46
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• 1998

초음속 유동에서 발생하는 충격파는 일반적으로 충격파 상류와 하류의 압력비에 의해 일반적으로 결정된다. 본 연구에서는 충격파의 진동현상을 규명하기 위한 연구의 일환으로, 미소교란법(small perturbation method)을 이용하여 이론해석을 수행하였으며, 충격파 하류의 유동장에 에너지 손실을 적용하여 충격파의 안정성을 이론적으로 해석하였다. 이론해석에서는 충격파 상류에 경계층 유동에서 발생하는 난류변동이나 주류에서의 압력변동이 충격파의 진동과 관련된다고 생각하여, 충격파 상류의 유동에 미소압력변동을 적용하여 충격파의 진동특성을 해석하였다. 본 연구의 결과들을 타 연구의 결과와 비교하였으며, 열선풍속계(hot wire)를 이용한 실험적 연구결과와 비교하였다.

• 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.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.652-661
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• 1988

본 연구에서는 이질, 이방성 적층 복합보(beam)의 이론적 충격 응답을 해석하 기 위하여 Sun의 고차 보 유한 요소 이론을 복합 재료 이론과 식(1)~식(3)의 접촉 법 칙을 고려하여 수정하였고, 이 중 충격 접촉력에 관하여는 각각 [90˚/45˚/90˚/-45˚ /90˚]$_{2S}$와[0˚/45˚/0˚/-45˚/0˚]$_{2S}$의 두 적층 형태를 가지는 흑연/에폭 시와 유리/에폭시 복합 재료에 대한 강구(steel ball)에 의한 충격해석을 하여, Yang 의 식에 의한 최대 접촉력과 비교 검토하였고, 다음 변형율 파형을 파동 전파(wave propagation)이론에 의해 비교 검토하므로써 이 수정된 이론의 타당성을 입증하였다.하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.24-24
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• 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.

• 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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• 제12권3호
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• pp.481-488
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• 1988

본 연구에서는 판이론으로서는 해석할수 없는 집중충격하중의 작용점을 포함 한 유한판(정방형판)의 충격응력을 이론적으로 해석하는 방법을 제안하고저 하며 포성 재료로서 손쉽게 구할수 있고 파괴에 큰 에너지가 소요되지 않은 유리판을 대상으로 하여 3차원 동탄성이론을 이용하여 강구의 고속충돌에 의해서 유리판에 발생하는 충격 응력을 해석하였다. 또한 3차원 동탄성이론에서는 Laplace역변환이 곤난하므로, 고 속 Fourier변환의 알고리즘을 이용하였으며, 충격하중의 크기는 실측이 곤난하여 Lag- range의 고유판이론과 Hertz의 접촉이론으로부터 결정하였으며 단순지지된 정방형유리 판에 고속충격을 가하여 계측된 변형율변동과 본이론해석 결과와를 비교하여 응력해석 방법의 적용성을 명확히 하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제7권2호
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• pp.44-56
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• 1993

본 연구는 강구에 의한 충격을 받는 유리/에폭시 적층복합판의 충격 응답 및 파동 전파 특성을 연구하는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 고차전 다변형이론에 기초한 동적 유한요소해석을 행하였으며, 저속 및 고속 충격 실험을 행하였다. 동적 유한요소해석으로 부터 접촉력의 변화와 강구의 반발 속도 그리고 충격에 의한 변형률 응답을 구하였다. 변형률 응답은 충격 실험의 결과와 비교 하였다. 또한 고속 충격 실험의 결과로 부터 파동전파 속도를 계산하여 파동 전파 이론에 의한 결과와 비교 검토하였다. 그 결과, 충격 실험에서 구한 변형률 응답은 동적 유한요소해석에 의한 결과의 경향과 잘 일치하였으며, 충격 속도의 증가에 따른 최대접촉력의 증가율은 판의 크기가 클수록 증가하였다. 그리고 파동 전파 속도는 구 결과가 잘 일치하였으며, 접촉시간에 의한 영향으로 강구의 크기가 클 수록 빠르게 나타났다.