• 제목/요약/키워드: Hopkinson Bar

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홉킨스바 타격시험을 통한 드릴비트의 암반파쇄 분석 (Rock Fragmentation Assessment of a Drill Bit by Hopkinson Bar Percussion Test)

  • 권기범;송창헌;박진영;신대영;조정우;조상호
    • 터널과지하공간
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    • 제23권1호
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    • pp.42-53
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    • 2013
  • 천공 작업 시 드릴비트 버튼의 타격 속도와 타격 간격은 천공효율을 높이는데 있어 매우 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 버튼의 타격 속도 및 간격에 따른 암반 파쇄성능을 분석하기 위하여 홉킨스바 시험기를 이용한 타격시험을 수행하였다. 먼저, 버튼의 타격속도에 따른 암석파쇄 현상을 분석하기 위하여 단일타격 시험을 수행하였고, 수치해석을 통해 단일 타격 시험에 대한 암석의 파쇄과정을 모사하였다. 다음으로 버튼의 타격 간격에 따른 천공효율을 예측하기 위하여 타격 후 설정된 거리만큼 암석 시료를 이동시키고 재차 타격하는 방식으로 다중타격 시험을 수행하였다. 타격시험 후 암석의 천공부피는 레이저 스캐너를 이용하여 측정하였으며, 타격에너지와 천공부피를 통해 천공성능을 계산하였다. 이러한 시험 결과를 바탕으로 직경 102 mm 드릴비트의 1회 타격 시 천공성능을 예측하였다.

고 변형률 속도에서 폴리프로필렌 및 열가소성 올레핀 소재의 압축 거동에 대한 연구 (Study of the Compressive Behavior of Polypropylene-low Glass Fiber Compound and Thermoplastic Olefin under High Strain Rate)

  • 이세민;김덕중;한인수;김학성
    • Composites Research
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    • 제35권1호
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    • pp.38-41
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    • 2022
  • 고 변형률 속도에서 폴리프로필렌-유리 장섬유 복합재료(PP-LGF)와 열가소성 올레핀(TPO) 소재의 동적 압축 특성을 얻기 위해 홉킨슨바(Split-Hopkinson Pressure Bar (SHPB))를 이용하여 실험을 진행하였다. SHPB는 변형률 속도 100 s-1~10000 s-1 범위에서 재료의 동적 기계적 물성을 확인할 수 있는 장치이다. SHPB 시험은 입력봉과 전달봉에서 측정된 탄성파를 이용하여 시편의 응력, 변형률 및 변형률 속도를 얻을 수 있는 탄성파 전달 이론을 기반으로 한다. 또한 SHPB에서 얻은 변형률 데이터의 검증을 위해 시편을 초고속카메라로 촬영하여 DIC 기법을 통해 얻은 변형률 데이터와 비교 진행하였다.

Pulse Shaper를 이용한 SHPB 실험 응력파 제어 효과의 해석 및 실험적 검증 (Numerical and Experimental Verification of Stress Wave Control Effect in SHPB Experiment using Pulse Shaper)

  • 김용희;우민아;강범수;김정
    • 소성∙가공
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    • 제26권5호
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    • pp.314-322
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    • 2017
  • In the high-speed forming analysis, dynamic material properties considering a high strain rate are required. The split Hopkinson pressure bar (SHPB) experiment was performed for measuring dynamic material properties under high strain rate. The pulse shaping method was used to improve the accuracy of the SHPB experiment. A pulse shaper attached to the front of the incident bar was used for specimen dynamic stress equilibrium through stress wave control. Numerical analysis and SHPB test were performed to verify whether the pulse shaper affects the dynamic stress equilibrium in copper and Al6061 specimens. The results of SHPB test and numerical analysis show that the pulse shaper contributes to the dynamic stress equilibrium. Based on the improved stress equilibrium using a pulse shaper, the flow stress curves for copper and Al6061 materials were obtained at strain rates of 1344.4/sec and 1291.6/sec, respectively.

휘트스톤 브리지 회로의 원리에 대한 이해 (Understanding the Principles of Wheatstone Bridge Circuit)

  • 최병희;류창하
    • 화약ㆍ발파
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    • 제35권2호
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    • pp.9-17
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    • 2017
  • 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)는 변형률 게이지의 극도로 작은 저항 변화를 측정하는 데 널리 사용되는 중요한 전기회로의 하나이다. 변형률 게이지는 변형을 측정하고자 하는 구조물이나 시편에 부착한다. 휘트스톤 브리지는 다양한 공학재료에 대한 정적 혹은 동적 강도를 시험하는 분야에서 많이 사용되고 있다. 일례로, 스플릿 홉킨슨 압력봉(split Hopkinson pressure bar) 시스템에서 브리지 회로는 응력파가 전파되는 입사봉과 전달봉의 동적 변형률을 측정하는 데 필수적으로 사용된다. 본고에서는 암석동역학과 연관된 실험실 실험에서 쉽게 참고할 수 있도록 휘트스톤 브리지 회로의 원리를 상세히 설명하였다. 특히, 쿼터(quater), 하프(half) 및 풀(full) 브리지의 회로배열을 그 기본적인 용도와 함께 자세히 소개하였다.

구리-크롬 합금의 조성비에 따른 동적실험 및 진공 인터럽터 충격특성에의 적용 (Dynamic Material Test of Sinter-Forged Cu-Cr Alloy and Application to the Impact Characteristics of Vacuum Interrupter)

  • 송정한;임지호;허훈
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.447-452
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    • 2004
  • Vacuum interrupters in order to be used in various switch-gear components such as circuit breakers, distribution switches, contactors, etc. spread the arc uniformly over the surface of the contacts. The electrodes of vacuum interrupters are made of sinter-forged Cu-Cr materials for good electrical and mechanical characteristics. Since the closing velocity is 1-2m/s and impact deformation of the electrode depends on the strain rate at that velocity, the dynamic behavior of the sinter-forged Cu-Cr is a key to investigate the impact characteristics of the electrodes. The dynamic response of the material at intermediate strain rate is obtained from the high speed tensile test machine test and at the high strain rate is obtained from the split Hopkinson pressure bar test. Experimental results from both quasi-static and dynamic compressive tests are interpolated to construct the Johnson-Cook model as the constitutive relation that should be applied to simulation of the dynamic behavior of the electrodes. The impact characteristics of a vacuum interrupter are investigated with computer simulations by changing the amount of chromium content.

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홉킨슨 압축봉 장치를 이용한 텅스텐 합금의 동적 재료 특성에 관한 연구 (A Study on the Dynamic Material's Characteristics of Tungsten Alloy using Split Hopkinson Pressure Bar)

  • 황두순;노병래;홍성인
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권8호
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    • pp.92-99
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    • 2005
  • Tungsten heavy metal is characterized by a high density and novel combination of strength and ductility. Among them, 90W-7Ni-3Fe is used for applications, where the high specific weight of the material plays an important role. They are used as counterweights, rotating inertia members, as well as fur defense purposes(kinetic energy Penetrators, etc.). Because of these applications, it is essential to detemine the dynamic characteristics of tungsten alloy. In this paper, Explicit FEM(finite element method) is employed to investigate the dynamic characteristics of tungsten heavy metal under base of stress wave propagation theory for SHPB, and the model of specimen is divided into two parts to understand the phenomenon that stress wave penetrates through each tungsten base and matrix. This simulation results were compared to experimental one and through this program, the dynamic stress-strain curve of tungsten heavy metal can be obtained using quasi static stress-strain curve of pure tungsten and matrix.

일방향 CFRP적층판의 모드II 동적 층간파괴인성 평가 (Evaluation of Mode II Dynamic Interlaminar Fracture Toughness of Unidirectional CFRP Laminates)

  • 김지훈;정태훈;이현;양인영;조규재;심재기
    • 한국안전학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.1-7
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    • 2000
  • In this paper, an investigation was performed on the ModeII dynamic interlaminar fracture toughness of unidirectional CFRP laminates. The stacking sequences used in this experiment are two kinds of [$0_20$] and [$0_{10}F_20_{10}$]. In the experiments, Split Hopkinson's Bar test was applied to dynamic and notched flexure test. The Mode II fracture toughness of each unidirectional CFRP was estimated by the analyzed deflection of the specimen and J-Integral with the measured impulsive load and reactions at the supported points. As an experimental results, the specimen [$0_{10}F_20_{10}$] appears greater than that of [$0_20$] for the J-integral and displacement velocity at a measuring point within the range of experiment.

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