The hot curvature-forming of large aluminum thick plate using a grid-typed hybrid die is a process for the production of a spherical LNG tank. Many variables such as the initial die surface quality, grid size, grid thickness, size of blank plate and cooling line design, control the success of the process. In addition, the plate used in this process is generally larger than $10{\times}10m$ in size. Thus, it is very difficult to predict the surface characteristics of the plate during forming and to measure the different parameters due to the high cost of the experiments. In order to optimize the process design for the grid-type die, the development of an analytical method to predict the surface characteristics of the final product in hot curvature-forming is needed. This paper described the development of the method and procedures for FE simulations of the hot curvature-forming process, including hot forming, air flow, cooling, and thermal deformation analyses. An experiment for a small scale model of the process was conducted to check the validity of the numerical method. The results showed that the curvature of the plate in the analysis agrees well with that of the experiment within 0.037 and 0.016% tolerance margins for its side and corner, respectively.
This paper is concerned with numerical simulation of hypervelocity impacts(HVIs) of a projectile on laminated composite plate targets using SPH method. A one-parameter visco-plasticity model and damage model is used to describe the HVIs response of composite materials. The numerical simulation was carried out for a steel projectile striking to aluminum plate targets and for an aluminum projectile striking to laminated graphite/epoxy (Gr/Ep) composite plate targets. Through the numerical simulation, comparison with the HVIs response of isotropic materials and composite materials is discussed.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제27권6호
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pp.728-735
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2003
This paper shows the possibility of performing Lap joint using the friction stir welding with $2mm^t$ aluminum alloy plate and the determination of tool-dimensions for FSW in milling machine. This research also is reported on obtaining the tensile-shear strength, 91.3 (MPa) and the energy absorption, 26.3 (J) for Lap jointed specimen. The optimal tool-dimensions and method for Lap joint using FSW is as follows; each diameter of shoulder and pin is $9\phi(mm) and 3\phi(mm)$, the length of pin is 3.6(mm), Pressing the shoulder of tool into original base metal is not reasonable.
This paper shows the possibility of performing Lap joint using the friction stir welding and the determination of tool's dimensions for FSW in Milling machine. This research also is reported on obtaining the tensile-shear strength, 9.319 ( kgf/mm$^{2}$) and the energy absorption, 2,682 (kgf-mm) under this experiment. The optimal tool's dimensions and method for Lap joint in 2tmm aluminum alloy plate using FSW is as follows; The diameter of shoulder and pin are 9 $\phi$mm and 3$\phi$mm, the length of pin is 3.6mm. The conditions of shoulder of tool is not pressed into original base metal.
To reduce the noise from wood cutting saw at the saw mill(lumber mill) or a construction area, some multi-layer sandwich saw blades which a aluminum or copper plate was inserted between the two steel plates were developed and were tested of the wood cutting noise level at various test places. From the research, it was found that the multi-layer saw blade with copper or aluminum plate between steel plates and spot welded 60 points could reduce the wood cutting sound level about 8.3 dB(97.031 dB - 88.743 dB) at indoor test and 3.8 dB(84.805 - 81.638 dB) at field test.
This paper describes the design, fabrication and experiments of surface-micromachined aluminum micromirror array with hidden pin-joints. Instead of the conventional elastic spring components as connection between mirror plate and supporting structure, we used pin-joint composed of pin and staples to support the mirror plate. The placement of pin-joint under the mirror plate makes large active surface area possible. These flexureless micromirrors are driven by electrostatic force. As the mirror plate has discrete deflection angles, the device can be ap;lied to adaptive optics and digitally-operating optical applications. Four-level metal structural layers and semi-cured photoresist sacrificial layers were used in the fabrication process and sacrificial layers were removed by oxygen plasma ashing. Static characteristics of fabricated samples were measured and compared with modeling results.
A A12024-T3 plate has been reinforced with AFRP to be a Hybrid-Composite, APAL. The fatigue life of the APAL has been investigated. The effects of bonding surface, numbers of AFRP bonded and AFRP orientation on fatigue life have been compared with A12024-T3 plate. Fatigue life of APAL has been remarkedly increased compared with that of A12024-T3 plate. The fatigue life has depended on bonding surface and AFRP orientation, but no relationship could be found with numbers of AFRP laminates.
The usage of sandwich structure is extensively increasing in lightweight protective structures due to its low density and other useful properties. Sandwich panels made of metal sheets with unfilled cellular cores are found to exhibit lower deflections by comparing to an equivalent monolithic plate of same metal and similar mass per unit density. However, the process of localized impact on solid structures involving plastic deformation, high strain rates, temperature effect, material erosion, etc. does not hold effectively as that of monolithic plate. In present work, the applications of the sandwich plate with corrugated core have been extended to develop optimized lightweight armour using foam as medium of its core by explicit finite element analysis (FEA). The mechanisms of hardened steel projectile penetration of aluminum corrugated sandwich panels filled with foams have been numerically investigated by finite element analysis (FEA). A comparative study is done for the triangular corrugated sandwich plate filled with polymeric foam and metallic foam with different densities in order to achieve the optimum penetration resistance to ballistic impact. Corrugated sandwich plates filled with metallic foams are found to be superior when compared to the polymeric one. The optimized results are then compared with that of equivalent solid and unfilled cores structure to observe the effectiveness of foam-filled corrugated sandwich plate which provides an effective resistance to ballistic response. The novel structure can be the alternative to solid aluminum plate in the applications of light weight protection system.
High speed planning boats also have been required more and more the rational strength analysis and evaluation for the optimal structural design in respect of the structural lightness according to the high speed trend. Even though the suggestion of the simple type equation for the equivalent dynamic pressure is reasonable to design the scantling of ship structure conveniently, many research activities for more reasonable improvement of the simple design pressure, have been continued to suggest the more accurate equivalent static description of tire structural response such as the deflection and stress of hull structure. In this research, we focus on the aluminum bottom stiffened plate structure in which structural scantling is mainly depend on the local loads such as dynamic or impact pressure without other load effects and structural response for the simple dynamic equivalent pressure was investigated through the structural analysis. In order to investigate the structural response of the bottom stiffened plate structure subjected to the dynamic equivalent design pressure, linear and nonlinear structural analysis of the bottom stiffened plate structure of 4.3 ton aluminum planning boat was performed based on the equivalent static applied loads which were derived from the KR regulation and representative one among various dynamic equivalent pressure equations. From above analysis results, we found that the response such as deflection and stress of plate member was similar with the response results of one plate member model with fixed boundary, which was published previous paper and in case of KR design loading, all response of stiffened plate structure were within elastic limit. Through the nonlinear analysis, nearly elastic behavior including the slight geometrical nonlinear response was dominant but plastic local zone was appeared at $85\%$ limit load. Therefore, we can say that through tire linear and nonlinear analysis, this stiffened plate member has no structural strength problem based on the yield criteria in case within $60\%$ limit load except the other strength point of view such as the fatigue and buckling problem.
In this paper, the effects of a nonionic surfactant on the etch uniformity and the etch profile during the wet-etching process of high-purity aluminum were investigated for the fabrication of uniform micropattern arrays. To improve the surface roughness of a high-purity aluminum plate, a mechanical lapping process and an electrolytic polishing process were used. After electrolytic polishing process, the surface roughness, Ra, of the high-purity aluminum plate was improved from $1.25{\mu}m$ to $0.02{\mu}m$. A photoresist was used as an etching mask during the aluminum etching process, where the mixture of phosphoric acid, acetic acid, nitric acid, a nonionic surfactant and water was used as the aluminum etchant. Different amounts of the Triton X-100 nonionic surfactant were added to the aluminum etchant to investigate the effect of a nonionic surfactant during the wet-etching process of high-purity aluminum. The etch rate and the etch profile were measured by an optical interferometer and a scanning electron microscope.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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