• 제목/요약/키워드: quasi-static crushing test

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보강된 정사각형 단면 강관의 정적 압괴거동에 관한 연구 (On Quasi-Static Crushing of a Stiffened Square Tube)

  • 백점기;정장영;전민성
    • 대한조선학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.109-123
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    • 1996
  • 본 연구에서는 판 구조물의 정적 압괴거동을 규명하기 위하여 보강되지 않은 시험체를 포함하여 압축하중 작용방향 뿐 아니라 직각방향 및 양방향으로 보강재가 부착된 정사각형 단면 강관에 대한 정적 압괴 실험을 수행하였다. 실험결과를 바탕으로 시험편의 유효 압괴길이와 평균 압괴강도를 조사하였고, 실용적인 압괴거동의 평가를 위해 등가 판두께의 개념을 제안하였다. 또한, 등가 판두께의 개념을 적용하여 보강된 정사각형 단면 강관의 평균 압괴강도의 계산을 위한 이론모델을 제시하고, 실험결과와의 비교를 통하여 그 정도와 유용성을 검증하였다.

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달착륙선 충격흡수장치용 알루미늄 허니콤의 Crush Strength에 관한 연구 (Study of Crush Strength of Aluminum Honeycomb for Shock Absorber of Lunar Lander)

  • 김신;이혁희;김현덕;박정선;임재혁;황도순
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.1-5
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    • 2010
  • Understanding the crushing behaviour of aluminum honeycombs under dynamic loading is useful for crash simulations of vehicles and for design of impacting energy absorbers. In the study of honeycomb crushing under quasi-static, dynamic loading, the most important parameter is crush strength. Crush strength is indicated to energy absorption characteristic of aluminum honeycomb. In this study, Using Finite Element Analysis carried out crush strength of hexagonal aluminum honeycomb then the results was compared with Quasi-static test. Consequently, Crush strength is different in quasi-static loading and dynamic loading about 16%.

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콘 형상 제동장치의 축방향 압축변형에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on the Axial Crushing Behavior of Truncated Cone Type Brake Device)

  • 김지철;이학렬;김일수;심우전
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 2002년도 제35회 춘계학술대회
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    • pp.169-176
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    • 2002
  • Axial crushing behavior of cylindrical shell Is utilized in the braking of the high-velocity impacting object. In this paper, truncated cone shape brake device is introduced. That is, thickness of the shell is increased gradually from the impacting end to the other end. A detailed experimental investigation on the quasi-static axial crushing behavior of truncated cone type brake devices has been performed. Specimens of various shape were tested to check the influence of design parameters such as length, radius, mean thickness, and conical angle of cylinder. Influence of the material properties were also investigated by adopting aluminum, low carbon steel, and stainless steel as constructing materials. By analyzing deformation procedures of the specimens, it is seen that conical angle influence the deformation mode and the sequence of the wrinkles generation. Braking distance and mean braking force of each specimen were predicted based on the crushing load measured from the tests.

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필라멘트 와인딩 공법 GFRP 원형 튜브의 에너지 흡수특성에 관한 연구 (A Study on the energy absorption characteristics of GFRP circular tubes fabricated by the filament winding method)

  • 김거영;구정서
    • Composites Research
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    • 제22권4호
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    • pp.1-12
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    • 2009
  • 본 논문에서는 복합재 원형튜브의 에너지 흡수 특성을 평가하기 위해 준정적 압괴실험을 시행하였다. 사용된 시편은 필라멘트 와인딩 공법으로 제작된 GFRP(유리섬유/에폭시수지) 원형 튜브이다. 복합재 튜브의 에너지 흡수 특성 분석을 위한 파라미터로서 튜브의 트리거메커니즘, t/D, 섬유배향각 등을 고려하여 그 특성을 비교하였다. 튜브의 형상 측면에서 튜브 직경이 커짐에 따라 delamination에 의한 국부좌굴 발생빈도가 증가하게 되어 불안정한 압괴모드가 발생하는데 이러한 현상은 섬유 배향각을 조정하여 안정적인 압괴모드를 도출할 수 있었다.

Numerical investigations on anchor channels under quasi-static and high rate loadings - Case of concrete edge breakout failure

  • Kusum Saini;Akanshu Sharma;Vasant A. Matsagar
    • Computers and Concrete
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    • 제32권5호
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    • pp.499-511
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    • 2023
  • Anchor channels are commonly used for façade, tunnel, and structural connections. These connections encounter various types of loadings during their service life, including high rate or impact loading. For anchor channels that are placed close and parallel to an edge and loaded in shear perpendicular to and towards the edge, the failure is often governed by concrete edge breakout. This study investigates the transverse shear behavior of the anchor channels under quasi-static and high rate loadings using a numerical approach (3D finite element analysis) utilizing a rate-sensitive microplane model for concrete as constitutive law. Following the validation of the numerical model against a test performed under quasi-static loading, the rate-sensitive static, and rate-sensitive dynamic analyses are performed for various displacement loading rates varying from moderately high to impact. The increment in resistance due to the high loading rate is evaluated using the dynamic increase factor (DIF). Furthermore, it is shown that the failure mode of the anchor channel changes from global concrete edge failure to local concrete crushing due to the activation of structural inertia at high displacement loading rates. The research outcomes could be valuable for application in various types of connection systems where a high rate of loading is expected.

강화섬유에 따른 준정적 하중하에서 복합소재 원형튜브의 에너지 흡수특성 평가 연구 (Effects of Reinforced Fibers on Energy Absorption Characteristics under Quasi-static Compressive Loading of Composite Circular Tubes)

  • 김정석;윤혁진;이호선;최경훈
    • Composites Research
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    • 제22권6호
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    • pp.32-38
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    • 2009
  • 본 연구에서는 탄소, 케블라 및 탄소-케블라 하이브리드 등 4가지 소재로 제작된 원형튜브시편에 대한 에너지 흡수능력 및 파손모드를 평가하였다. 이를 위해, 본 연구에서 일방향 프리프레그를 이용해서 원형튜브 제작하고 10mm/min의 하중속도로 준정적 압축시험을 수행하였다. 시험을 통해 취성파괴모드로 압축되는 탄소/에폭시로 제작된 튜브가 가장 우수한 에너지 흡수 특성을 보인 반면, 좌굴에 의해 압축되는 케블라/에폭시 튜브가 가장 낮은 에너지 흡수특성을 보였다. 하이브리드 [$90_C/0_K$]튜브의 경우 국부좌굴모드에 의해 에너지를 흡수했으며 우수한 압축후 구조온전성 특성을 보였다. [$90_K/0_C$] 튜브의 경우 주 파손모드는 단층굽힘모드이고 압축후 구조온전성이 확보되지 못했다.

내진보강된 치장조적벽의 파괴특성과 전단강도 (Shear Strength and Failure Mode of Architectural Masonry Walls)

  • 진희종;한상환;박영미
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.89-92
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    • 2008
  • 본 연구는 조적조로 구성된 치장벽체의 전단거동에 관한 연구이다. 치장조적벽체의 내진보강상 세를 소개하였으며, 본 연구에서 개발한 내진상세를 적용하여 전단거동을 평가하였다. 실험체는 비보 강조적벽(URM) 1개 보강조적벽(RM) 3개로 구성하였으며, 준정적 실험을 수행하였다. 비보강 조적벽은 형상비와 축방향 압축력에 따라 다양한 거동 및 파괴가 일어난다. 그러나 본 연구는 조적구조와는 다른 치장조적조를 대상으로 하였으므로, 전단강도의 주요변수로 작용하는 축방향 압축력은 변수에서 제외 되었다. 실험변수로는 벽체의 보강유무와 형상비로 정하였다. 실험결과 실험체의 거동은 강체회전(Rocking)모드가 지배적으로 나타났으나, 최종파괴는 여러 파괴모드가 복합적으로 나타났다. FEMA273 에서는 면내조적벽의 전단강도식을 제시한다. 강도식은 조적벽의 거동모드에 따라 4가지로 분류되며, 그 거동모드는 강체회전(Rocking), 단부압괴(Toe-Crushing), 수평줄눈미끄러짐(Bed-Joint-Sliding), 사인장(Diagonal-Tension)파괴로 나타내고 있다. FEMA 273에 의해 전단강도를 평가한 결과 치장조적벽의 거동모드는 어느정도 예측 할 수 있었지만, 전단강도는 매우 다르게 나타났다.

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Multi-response optimization of crashworthiness parameters of bi-tubular structures

  • Vinayagar, K.;Kumar, A. Senthil
    • Steel and Composite Structures
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    • 제23권1호
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    • pp.31-40
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    • 2017
  • This article aims at presenting multi objective optimization of parameters that affect crashworthiness characteristics of bi-tubular structures using Taguchi method with grey relational analysis. To design the experiments, the $L_9$ orthogonal array has been used and based on that, the inner tubes have been fabricated by varying the three influence factors such as reference diameter, length difference and numbers of sides of the polygon with three levels, but all the outer cylinders have the same diameter and length 90 mm and 135 mm respectively. Then, the tailor made bi-tubular steel structures were subjected into quasi static axial compression. From the test results it is found that the crushing behaviors of bi-tubular structures with different combinations were fairly significant. The important responses (crashworthiness indicators) specific energy absorption and crush force efficiency have been evaluated from load - displacement curve. Finally optimal levels of parameters were identified using grey relational analysis, and significance of parameters was determined by analysis of variance. The optimum crashworthiness parameters are reference diameter 80 mm, length difference 0 mm and number of sides of polygon is 3, i.e., triangle within the selected nine bi-tube combinations.

트리거 모델에 따른 일방향 케블라/에폭시 복합재 튜브의 축방향 압괴 거동 연구 (Study on Axial Crushing Behaviors of UD Kevlar/Epoxy with Different Trigger Models)

  • 김형욱;김정석;정현승;윤혁진;권태수
    • Composites Research
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    • 제23권4호
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    • pp.28-34
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    • 2010
  • 본 논문에서는 일방향 케블라/에폭시 튜브에 대한 현실적인 트리거 모델링을 개발하기 위해 수치해석 모델이 확립하고 시험결과와 비교를 통해 검증하였다. 이를 위해, 4가지 트리거 모델을 제안하고 각각에 대해 상용 외연적 해석 프로그램인 LS-DYNA을 이용하여 유한요소 해석을 통해 축방향 압괴특성을 규명하였다. 유한요소해석에서는 2D 쉘요소와 Chang-Chang 파손기준식을 이용하였다. 또한, 해석에 적용된 소재의 기계적 물성치는 시험을 통해 얻었다. 해석모델은 원형 튜브에 대한 10mm/min의 준정적 압괴시험결과와 비교를 통해 검증하였다. 그 결과 케블라/에폭시 튜브의 하중-변위 곡선은 거의 일치했으며 무게당 흡수 에너지 (SEA)도 5% 미만의 오차에서 잘 일치하였다.

직조된 탄소, 유리 및 케블라 섬유 복합소재 튜브의 압축하중하에서 파손 메커니즘 분석 연구 (A Study on Failure Mechanisms of Composite Tubes with Woven Fabric Carbon, Glass and Kevlar/epoxy Under Compressive Loadings)

  • 김정석;윤혁진;이호선;권태수
    • 한국철도학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.590-596
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    • 2009
  • 본 연구에서는 탄소, 유리, 케블라 및 탄소-케블라 하이브리드 섬유로 제작된 원형튜브를 이용하여 각 소재별 에너지 흡수특성과 파손메커니즘을 규명하였다. 이를 위해 각 튜브에 대한 10mm/min의 준정적 압축시험을 수행하였다. 시험결과 탄소섬유 튜브가 가장 에너지 흡수특성이 우수했으며 탄소-케블라 하이브리드 섬유 튜브가 가장 낮은 에너지 흡수율을 보였다. 또한, 각 소재별 에너지 흡수메커니즘을 분석한 결과 탄소 및 유리섬유튜브는 취성파괴 모드로 압축되었다. 또한, 케블라 섬유 튜브는 국부좌굴에 의한 접힘모드가 지배적이고, 탄소와 케블라 하이브리드 섬유 튜브의 경우 단층굽힘과 국부좌굴모드가 혼합되어 나타났다.