폭발 해석 모델의 해석 방법은 직접적 해석과 간접적 해석으로 구별되며, 간접적 해석으로는 반경험적 해석 방법과 수치 해석적 방법으로 나뉜다. 본 연구에서는 반경험적 모델 해석의 프로그램인 ELS 폭발 해석 프로그램의 적용성을 평가하기 위해, 단순 해석 모델을 선정하고 다양한 반경험적 해석 프로그램인 AT-Blast, RC-Blast와 Kinney와 Graham의 경험식을 이용하여 자유 공중 폭발과 지표면 폭발에서의 폭발 하중 특성을 검토하였다. 단순 해석 모델에 대해 환산거리와 입사각에 대한 폭발 압력을 해석한 결과, 자유 공중 폭발 해석에서 환산거리의 범위는 $0.3{\sim}0.461m/kg^{1/3}$이고, 지표면 폭발 해석에서 환산거리의 범위는 $0.378{\sim}0.581m/kg^{1/3}$ 일 때 적합한 해석을 수행할 수 있으며, 입사각의 경우에는 $45^{\circ}$ 이내에서 해석한 결과가 적합한 것으로 판단된다.
폭약이 수중에서 폭발하면 공기 중에서 폭발하였을 때와는 다르게 폭발 이후 발생하는 가스의 영향에 대한 고려가 필요하다. 수중 폭발 시에는 폭발압력의 전파속도가 공기 중에서 폭발했을 때에 비하여 빠르고, 발생하는 가스 또한 확산되어 에너지를 소실하기 전 물에 의하여 버블의 형태로 갇히게 된다. 이 때 버블은 팽창과 수축을 반복하며 충격파를 만들어낸다. 이러한 일련의 현상을 연구하기 위하여 내부를 관측할 수 있는 실린더형 철재 수조를 제작하고 폭발 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 탄체가 없는 소량의 펜톨라이트를 수중에서 폭발시켰고, 이 때 발생하는 충격파를 계측하고 발생된 가스버블의 거동을 관측하여 그 결과를 관찰하였다.
The blast load is classified into free-air blast and surface blast following the location of explosion and surface. In this paper, several equations for blast load calculation are explained briefly and a modified equation for free-air blast load is suggested. The modified equation is based on Kingery-Bulmash equation which is used in UFC 3-340-02 and Conwep model. In this modified equation, the process of calculation is simplified against the original equation, and the number of coefficients is reduced under 5. As a result, each parameter of estimated data by modified equation has less than 1% of error range comparing with Kingery-Bulmash equation.
Due to the heterogeneity nature of the concrete, it is difficult to simulate the hyperdynamic behaviour and crack trajectory of concrete material when subjected to explosion loads. In this paper, a 3D nonlinear numerical study was conducted to simulate the hyperdynamic behaviour of concrete under various loading conditions using Riedel-Hiermaier-Thoma (RHT) model. Detailed calibration was conducted to identify the optimal parameters for the RHT model on the material level. For the component level, the calibrated RHT parameters were used to simulate the failure behaviour of plain concrete (PC) slab under free air blast load. The response was compared with an available experimental result. The results show the proposed numerical model can accurately simulate the crack trajectory and the failure mode of the PC slab under free air blast load.
The process gas piping of the offshore plant can cause a massive explosion if the gas leakage occurs during operation. For the purpose of precaution of gas leakage accident, an air pressure test is performed on the process equipment tests using a test pump as much as the power to the piping inner side, mix 99% nitrogen gas and 1% helium gas. The purpose of the air pressure test is to check the work conformity process by handling and regulation for initial piping process, assembly, installation of module, welding, center alignment of the pipes assembling flange gasket in an unrestrained free state. In this paper, the regulation of the problematic air pressure test was analyzed and the solution criteria were established. And leakage tests of existing equipment were performed applying these solution methods. As a result, it was confirmed that there was no problem.
Rapid increase of embedded systems in electronic and mechanical control systems requires reliable and error-free embedded software. State-based testing methods like FSM are usually used to assure the reliability of embedded software. However, because of possibility of explosion of test cases, only partial test cases are considered in practical tests, which cannot guarantee that all the possible errors are investigated. This study proposes a test procedure based on failure mechanisms that may occur in embedded systems, which can not only assure that certain kinds of possible errors are detected but reduce the testing time. The proposed procedure is applied to vehicle air control system.
Wei, Jun;Quintero, Russ;Galati, Nestore;Nanni, Antonio
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제1권1호
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pp.19-28
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2007
A dynamic constitutive damage model for reinforced concrete (RC) structures and formulations of blast loading for contact or near-contact charges are considered and adapted from literatures. The model and the formulations are applied to the input parameters needed in commercial finite element method (FEM) codes which is validated by the laboratory blast tests of RC slabs from literature. The results indicate that the dynamic constitutive damage model based on the damage mechanics and the blast loading formulations work well. The framework on the dynamic constitutive damage model and the blast loading equations can therefore be used for the simulation of failure of bridge components in engineering applications.
In recent decades, the protection and vulnerability of civil structures under explosion loads became a critical issue in terms of security, which may cause loss of lives and structural damage. Concrete retaining walls also restrict soils and slopes from displacements; meanwhile, intensive temporary loading may cause massive damage. In the current study, the modified Johnson-Holmquist (also known as J-H2) material model is implemented for concrete materials to model damages into the ABAQUS through user-subroutines to predict the blasting-induced concrete damages and volume strains. For this purpose, a 3D finite-element model of the concrete retaining wall was conducted in coupled Eulerian-Lagrangian simulation. Subsequently, a blast load equal to 500 kg of TNT was considered in three different positions due to UFC 3-340-02. Influences of the critical parameters in smooth blastings, such as distance from a free face, position, and effective blasting time, on concrete damage rate and destroy patterns, are explored. According to the simulation results, the concrete penetration pattern at the same distance is significantly influenced by the density of the progress environment. The result reveals that the progress of waves and the intensity of damages in free-air blasting is entirely different from those that progress in a dense surrounding atmosphere such as soil. Half-damaged elements in air blasts are more than those of embedded explosions, but dense environments such as soil impose much more pressure in a limited zone and cause more destruction in retaining walls.
네트워크 기반의 휴대용 전자 제품의 시장 성장으로 전기기기들은 더욱 소형화 되고 있는 추세이고 내부 부품간의 거리가 가까워져 회로 단락의 위험이 높아지고 있다. 회로의 단락 상황에서 유입되는 높은 과전류로 부터 폭발이나 화재 없이 전자기기를 안전하게 보호하기 위해서는 차단용량이 높은 밀폐형 카트리지 퓨즈를 적용해야 하지만 제품의 소형화 추세에 따른 공간의 문제로 해당 퓨즈의 적용이 불가능한 실정이다. 이를 해결하기 위해서 화학적 결합으로 퓨즈 가용체를 보호하는 밀폐형 퓨즈보다 공기의 유입이 자유로울 뿐만 아니라 물리적 결합으로 퓨즈링크를 보호하는 반밀폐형 초소형 퓨즈가 적용되는 것이 적합하지만 높은 차단용량 특성을 구현하는데 한계가 있다. 이에 본 논문에서는 상대적으로 공간을 적게 차지하면서 높은 차단용량을 갖는 반밀폐형 초소형 퓨즈를 위한 퓨즈 가용체 합금과 퓨즈링크의 설계 기술을 통하여 회로의 단락 상황에서 안전성을 확보하였다.
폭발 수치해석 기법 중 Arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE)는 구조물의 파괴뿐만 아니라 폭발 이후 충격파의 전파 과정까지 관찰할 수 있는 장점이 있다. 그러나 동적 해석 시 유한요소 모델의 격자망 크기가 일정 수준 이하로 감소하게 되면 해석 결과의 신뢰도가 부정확해진다. 본 연구에서는 ALE 수치해석 기법을 활용하여 대기의 격자망 크기가 해석의 정확도에 미치는 영향을 조사한다. 다양한 조건의 격자망 크기와 폭발 중량을 갖는 대기 중 폭발모델을 구축하고, 폭발 중심으로부터 거리에 따른 폭발압력을 관찰한다. 수치해석과 실험에서 얻은 최대 폭발압력 결과에 대해 평균 제곱 오차를 계산하여 최적의 격자망 크기를 제안하고, 제안된 크기를 바탕으로 폭발물 중량과 대기의 최적 격자망 크기에 대한 상관관계를 분석한다. 본 연구는 다양한 중량을 가진 폭발물 해석에서 최적의 격자망 크기를 제공함으로써 신뢰성이 향상된 폭발 수치해석 모델 개발에 도움이 될 것으로 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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