• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권10호
• /
• pp.1097-1103
• /
• 2011

액적충돌침식은 증기나 공기에 포함된 액적이 금속 소재에 고속으로 충돌할 때 모재가 손상되는 현상이다. 액적충돌침식 손상은 증기터빈이나 빗방울과 부딪치는 항공기에서 주로 발생되어 왔으나 최근에는 원전 배관에서도 발생하고 있다. 원전 배관 중에서도 특히 높은 압력강하가 발생하고 2상 증기가 흐르는 배관에서 주로 발생한다. 실제 2011년 초반 국내 한 원전에서는 2상 증기가 흐르는 배관에서 액적충돌침식 손상으로 인한 누설이 발생한 바 있다. 본 논문에서는 액적충돌침식 손상이 발생한 배관에 대하여 손상을 억제할 수 있는 설계변경 방안에 관한 연구를 수행하였다. 설계변경은 유체 유동측면에서 분석하였으며, 상용 수치해석 코드인 FLUENT를 이용하였다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.118-125
• /
• 2009

Bumper is designed to protect the automotive frame without damage at low velocity. Expanded polypropylene (EPP) foam is used in the bumper as an energy absorbing material. In order to exactly predict the energy absorbing performance of the foam material under impact loading condition, it is important to use high strain rate material properties. In this study, a new apparatus for dynamic compression tests was developed to investigate the high strain rate behavior of EPP foams. Three kinds of EPP foams which have different expansion ratios were tested to investigate the quasi-static and dynamic compression behavior. Quasi-static compressions were performed at low strain rates of 0.001/s, 0.1/s and 1/s. The dynamic compressions were carried out at high strain rates of 50/s and 100/s with the developed apparatus. It was observed that the EPP foam has significant strain rate effect as compared to quasi-static behavior.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.295-303
• /
• 2008

고속으로 장거리를 비행하는 위성발사체는 고장 시 큰 위험을 줄 수 있으므로, 비행 궤도를 감시하고 고장여부를 판단하는 비행안전 시스템의 운용이 필수적이다. 비행안전 시스템에 적용되는 필터는 일반적인 위치추적 필터와는 달리 필터 정확성 보다는 신뢰성이 우선 시 되어야 하고, 정확한 순간낙하점 추정을 위해서는 궤도 위치뿐만 아니라 속도 역시 중요하게 여겨져야 한다. 본 논문에서는 KSLV-I 위성발사체 발사 시 운용되는 추적 센서를 적용하는 융합필터를 구성하고 궤도 및 순간낙하점을 계산하여 구성된 필터의 성능을 시험하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.1434-1439
• /
• 2004

CFRP composite materials have wide application in structure materials of airplane, ships, and aero space vehicles because of their high strength and stiffness. This paper is to study the effects of curvature and orientation angle on the penetration characteristics of CFRP laminate shell. They are staked with 8 Ply specimens [0$_2$/90$_2$]$_{s}$, [0/90$_2$/0]$_{s}$ and the stacked of outer plates degree with 12 Ply specimens [0$_3$/90$_3$]$_{s}$, [0$_2$/90$_2$/0]$_{s}$ and [90$_3$/0$_3$], [90$_2$/0$_2$/90]S. They are manufactured to varied curvature radius (R=100,150,200mm and $\infty$). They are cured by heating to the appropriate harding temperature(13$0^{\circ}C$) by mean of a heater at the vaccum bag of the autoclave. Test specimens were prepared with dimensions 100mm$\times$140mm. When the specimen is subjected to transverse impact by a steel ball, the velocity of the steel ball was measured both before and after impact by determining the time for it to pass two ballistic-screen sensor located a known distance apart. In general, kinetic energy after impact-kinetic energy before impact rised in all specimens. This study observed a fracture mode inside the specimen after a penetration test using a digital camera and it examined a fracture mode and a penetration mode to stack of outer orientation angle and curvature.rvature.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제40권7호
• /
• pp.555-563
• /
• 2012

지구궤도 상에는 무수히 많은 우주파편(Orbital debris)이 존재하며 매우 높은 속도로 선회하고 있기 때문에 정상가동중인 인공위성과 충돌 시 위성구조체에 치명적인 손상을 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 입자완화유체동역학(Smoothed particle hydrodynamics, SPH)을 이용하여 우주파편과의 초고속충돌로 인해 발생 가능한 저궤도 위성구조체의 손상분석을 수행하였다. 위성구조체의 본체 패널(Panel)로 사용되는 허니콤샌드위치패널(Honeycomb sandwich panel, HC/SP)에 대해 충돌속도에 따른 손상분석을 수행하였으며 위성구조체 내부부품의 안전성 분석을 위해 전자박스가 HC/SP에 직접 부착된 경우와 10cm 오프셋 된 경우에 대한 초고속충돌해석 및 손상분석을 수행하였다. 고도 685km의 저궤도에서 2% 정도의 충돌확률을 갖는 우주파편들을 고려할 때, HC/SP 자체에 관통이 발생하는 것으로 나타났으며 부착형 전자박스의 경우와 오프셋형 전자박스의 경우에는 전자박스에 관통이 발생하지 않고 미소 크레이터(Crater)만 발생되는 것으로 나타났다.

• 전산구조공학
• /
• 제7권2호
• /
• pp.89-99
• /
• 1994

본 연구는 국도및 고속도로상에 설치되어 있는 철제 오성방호책인 가아드레일의 동력학적 거동분석을 4개의 설계변수, 즉 보와 지주의 단면형상 충돌시의 차량속도, 충돌각도 및 차량중량에 따라 BARRIER VII프로그램을 사용하여 수행하였다. 컴퓨터 모의해석 프로그램인 BARRIER VII은 비교적 정교한 것으로 실제의 실물충돌시험 결과와 근접한 결과를 보여줄 뿐 아니라 경제적인 이유로 차량과 방호책의 상호작용을 해석하는데 실물충동시험 대신에 많이 사용된다. 본 연구의 주된 관심은 구조적 적합성, 탑승자 위험도와 차량의 궤적이라 할 수 있다. 이 목적을 위해 최대처짐 및 최대충격력이 계신되어 안전노변대 설계와 충격완화 효과를 분석하는데 사용된다. 본 연구의 결과로부터 도로상의 대형참사를 예방하기 위해서는 가아드레일의 설계기순을 보다 강화할 필요가 있다고 판단된다.

• Composites Research
• /
• 제22권3호
• /
• pp.66-73
• /
• 2009

적층 두께, 면밀도, 질량관성모우멘트는 소재의 구조-역학적 특성을 나타내는 중요한 인자들이다. 본 연구에서는 이와 같은 인자들이 다층-복합재료구조의 내충격 성능에 미치는 영향을 고찰하기 위해 높은 충격자 속도 하에서 탄자한계속도기 최대가 되는 재료-구조 최적화를 수행하였다. 세라믹복합재료, 고무, 알루미늄 그리고 알루미늄 폼으로 구성된 다층-복합재료구조의 최적화를 위해 Florence 모델과 Awerbuch-Bonder 모델을 연계한 통합 모델을 개발하였으며, 구속 조건으로써 적층 두께, 면밀도, 질량관성모우멘트를 함께 사용하였다. 결과에서 알 수 있듯이, 제안된 통합 모델을 통해 계산된 탄자한계속도는 유한표소해석에서의 탄자한계속도와 거의 유사함을 확인하였다. 통합 모델을 바탕으로 재료-구조 최적화를 통해 설정된 다층구조는 최적화를 수행하지 않은 다층구조에 비해 약 10.8%의 탄자한계속도 및 26.7%의 충격흡수에너지 향상이 나타남을 알 수 있다.

• 한국안전학회지
• /
• 제31권6호
• /
• pp.6-11
• /
• 2016

CFRP composite laminates are widely used as structural materials for airplanes, automobile and aerospace vehicles because of their high strength and stiffness. This study aims to examine an effect of curvature on the penetration fracture characteristic of an orthotropic composite laminated shell. For the purpose, we manufactured orthotropic CFRP shell specimen with different curvatures, and conducted a penetration test using an air-gun. Those specimens were prepared to varied curvature radius(${\infty}$, 200mm, 150mm and 100mm)and were stacked to $[O^{\circ}{_3}/90^{\circ}{_3}]_s$. When the specimen is subjected to transverse impact by a steel sphere(${\Phi}10$), the velocity of steel sphere was measured both before and after impact by determining the time for it to pass two ball-screen sensors located a known distance apart. As the curvature increases, the absorption energy and the critical penetration energy increased linearly because the resistance to the bending moment. Patterns of cracks caused by the penetration of CFRP laminated shells included fiber breakage, lamina fracture, matrix crack interlaminar crack and intralaminar crack.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.345-352
• /
• 2011

This paper focuses on the properties analysis of 9mm bullet dual structure core to substitute current lead core by environment-friendly combination of W-Cu-Ni system high density composite materials. So the four combination samples were made of dual core with the different center of gravity location backward or forward compare to that of lead type bullet, and we experimented about the performance of 9mm bullet dual structure core. In the experimental results, the outer shape of core of four environment friendly samples on the target maintain marginally, while the current lead core bullets are completely crushed after hitting the target. The penetration depth of environment friendly samples excel seven times to lead type bullet and the three out of four samples with forward adjusted center of gravity penetrate deep as twice as ones backward. The impact tolerance of all four samples satisfies military specification, however, more firing tests are required to improve reliability of scattering distribution.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제53권1호
• /
• pp.73-87
• /
• 2015

In case of aircraft impact on nuclear containment structures, the initial kinetic energy of the aircraft is transferred and absorbed by the outer containment, may causing either complete or partial failure of containment structure. In the present study safety analysis of BWR Mark III type containment has been performed. The total height of containment is 67 m. It has a circular wall with monolithic dome of 21m diameter. Crash analysis has been performed for fighter jet Phantom F4. A normal hit at the crown of containment dome has been considered. Numerical simulations have been carried out using finite element code ABAQUS/Explicit. Concrete Damage Plasticity model have been incorporated to simulate the behaviour of concrete at high strain rate, while Johnson-Cook elasto-visco model of ductile metals have been used for steel reinforcement. Maximum deformation in the containment building has reported as 33.35 mm against crash of Phantom F4. Deformations in concrete and reinforcements have been localised to the impact region. Moreover, no significant global damage has been observed in structure. It may be concluded from the present study that at higher velocity of aircraft perforation of the structure may happen.