New material which absorbs impact energy effectively and has excellent mechanical property is developed. The used amount is increased at automobile field day by day. Aluminum foam with various air sell lattices within is one of representative porosity metals which are used at many automobile parts because it has the excellent lightness and impact energy absorption function. For this reason, aluminum foam is used widely as a component among composite materials. This study aims to investigate systematically the mechanical property of foam through computer simulation. In order to obtain the property of aluminum foam, aluminum foam is designed as the dimension of 100mm × 100mm × 25mm and the striker that has the diameter of 12.5mm is supposed to impact aluminum foam with impact energies of 6J, 10J, and 14J. Aluminum foam is not penetrated when striker given by energy of 6J or 10J impacts into it, but aluminum foam is penetrated by striker in case of impact energy of 14J. The result can provide the basic data in order to develop the advanced composite material.

In this study a hybrid system consisting of steel and carbon fiber reinforced polymer (CFRP) is considered. While CFRP is selected for impact energy reflection due to its high strength, steel is selected for impact energy absorption due to its high ductility. A numerical model considering the elastoplastic behavior of steel is formulated to simulate the dynamic responses of the hybrid system subject to an impact load. A hybrid roadside guard rail system of steel rail and CFRP post is proposed and analyzed with a case study. The numerical model for the hybrid roadside guard rail system is used to find optimized design of the proposed hybrid system for future study.

In this study, the impact properties of aluminum honeycomb core composite are investigated through simulation analysis. The specimens are applied with different impact energies of 50 J, 70 J, and 100 J. The maximum load occurs at 3.7 ms for 50 J, 3.7 ms for 70 J and 2.3 ms for 100 J. The maximum load occurs when the striker is penetrating the upper face sheet in all cases. In case of 50 J impact energy, striker does not penetrate the lower face sheet and honeycomb core sandwich can be stable as the energy of 38 J happens. In case of 70 J impact energy, the striker penetrates into the specimen. The striker then causes the damage to the lower face sheet after penetrating the upper face sheet and the core as the energy of 53 J happens. In case of 100 J impact energy, the striker penetrates through all of the upper face sheet, core and lower face sheet as the energy of 65 J happens. This study can be utilized at the design of aluminum honeycomb core sandwich composite structure by understanding stability through the impact property.

PURPOSES: This paper presents the results of computer simulations of roadside safety barrier, called by safety roller guardrail, consisting of rotational roller, rotation control plate, post and subsidiary members. The rotation roller and rotation control plate are made by EVA(ethylene vinyl acetate), and PE(polyester), respectively. METHODS: The occupant risk analysis has been carried out under vehicle crash condition for high containment level of SB-4 for the purpose of local road. Simulations are performed with the finite element code LS/DYNA-3D. RESULTS: The numerical results obtained by LS/DYNA-3D software from the viewpoints of vehicle stability, vehicle trajectory, occupant risk, etc. CONCLUSIONS: It is noted that not only impact severity is drastically reduced but also vehicle trajectory is improved due to the characteristics of energy absorption and rotation pattern of EVA rollers connected by control plates.

방사성물질 운반용기는 가상 사고조건에서 구조적 건전성이 유지됨을 실험 및 수치해석을 통해 입증하여야 한다. 가상 사고조건에 포함되는 파열낙하 조건에 대한 기존 유한요소해석의 경우 충격완충체에서 재료의 파손이 발생하기 때문에 일반적으로 유한요소모델에서 이 부분을 무시하고 해석한다. 본 논문에서는 파열낙하 해석에서 충격완충체의 변형으로 인한 낙하에너지 흡수의 효과를 고려하기 위해 요소의 적분점에서 응력이나 변형율이 재료의 파손 기준치에 도달하면 그 요소를 제거하는 방법을 제안한다. 본 해석방법의 효용성을 보이기 위해 한국원자력연구원에서 설계중인 핫셀 운반용기에 대해 파열낙하 해석을 수행하였으며, 요소제거 기법의 적용을 통해 낙하 에너지의 80% 정도가 충격완충체에서 흡수되는 것으로 계산되었다. 본 해석방법은 시험조건에 비해 보수성을 가지는 평가방법이며, 기존의 해석방법과 비교해 파열낙하 조건을 보다 근사적으로 해석할 수 있는 방법이다.

도로변에는 다양한 부정형의 구조물들이 방호되지 않은 채 노출되어 있어서 통행차량에 큰 위험요소가 되고 있다. 이러한 부정형 구조물을 효과적으로 방호하는 수단으로 구조물 앞에 에너지흡수형 모듈을 적층구조로 쌓는 방법이 있다. 본 논문은 EPS블록으로 구성된 모듈타입의 충격흡수장치를 차량과 충격흡수장치간의 에너지 평형원리를 이용하여 해석하는 방법을 소개하고 0.9ton-500km/h, 0.9ton-60km/h and 0.9ton-70km/h의 충돌조건에 대한 수치 예제로 설명하였다. 이 방법은 최대가속도, 충돌변형에 걸리는 시간 모든 모듈에 대한 변형이 완료되기 전에 차량의 완전한 정지여부 등에 대한 예측을 가능하게 하지만, 모듈 수만큼의 매우 듬성듬성한 속도 및 가속도 데이터를 주기 때문에 RA와 OIV같은 안전지수를 구하기 위해서는 보간법을 이용한 데이터 수의 확대가 필요하다. 선형 및 스플라인 보간법을 이용하여 안전도를 분석하고 결과를 비교 분석하였다.

원형축이 축방향으로 충격하중을 받으면 외경에서 반사된 파가 축의 중앙으로 집중되어 순간적으로 큰 응력이 발생하게 된다. 본 연구에서는 여러 가지 충격 축하중을 받는 횡등방성 반-무한 원형축을 대상으로 중실축 내의 종방향 응력전파를 축대칭 유한요소법과 Houtolt 시간적분법을 이용하여 프로그램을 작성하고 수치적으로 해석하여 그 결과를 횡등방성 재료의 재료구성비에 따라 자세히 설명한다. 제시된 해법의 타당성은 본 논문 수치 결과와 기 해석된 다른 해법에 의한 수치결과의 비교를 통해 검증된다. 여러 종류의 충격하중들에 따른 파동의 결과를 2차원, 3차원적으로 제시하여 축응력 전파를 이해하는데 기본 자료가 되도록 하였다. 또한 유한요소법을 이용하여 수치해석을 함에 있어 정확한 수치결과를 얻기 위한 무차원 동특성 시간변수에 대해 기술하였다.

다양한 분야에서 방사선물질을 수송하기 위해 사용되고 있는 수송용기(cask)는 국내 원자력안전규정 및 IAEA 운반규정에서 정한 9m 자유낙하충격의 가상사고조건을 만족시켜야 된다. 현재까지 수송용기의 낙하충격력은 주로 복잡한 계산과정을 갖는 유한요소해석에 의해 수행되어 왔다. 본 논문에서는 수송용기 본체의 동적충격응답에 대해 모드중첩기법을 이용하여 해석하고 그 해법방법을 제시하였다. 해석결과는 이전에 실시되었던 시험결과와 유한요소해석과 비교를 통하여 그 타당성을 입증하였다. 본 해석방법은 유한요소 해석과 비교하여 간단한 방법으로서 수송용기에 대한 대체적인 동적응답을 예측할 수 있다.

방사성물질은 다양한 분야에서 사용되고 있으며 이에 따른 국내 및 국제간 운반이 계속적으로 증가하고 있다. 방사성물질을 수송하기 위해서는 수송용기의 안전성이 확보되어야 한다. 방사성물질 수송용기의 안전규정에 관해서는 국내 원자력법 운반안전규정 및 IAEA 운반규정에서 규정하고 있다. 방사성물질 수송용기 중에서 사용후핵연료를 운반하는 수송용기는 본체와 충격완충제로 구성되어 있다. 본 논문에서는 사용후핵연료 수송용기의 충격완충제에 작용하는 충격력을 계산하는 간편한 실험식을 차원해석을 통하여 유도하였다. 해석결과는 기존의 충격면적법 및 유한요소해석과 비교를 통하여 그 타당성을 입증하였다. 본 실험식을 이용하여 수송용기의 낙하충격력을 쉽게 예측할 수 있다.

The Charpy and Izod impact tests are the most prevalent techniques used to characterize the effects of high impulse loads on polymeric materials. An analysis method for rubber toughened PVC is suggested to evaluated critical dynamic strain energy release rates(Gc) from the Charpy impact tester was used to extract ancillary information concerning fracture parameters in additional to total fracture energies and maximum critical loads. The dynamic stress intensity factor KID was computed for varying amounts of rubber contents from the obtain maximum critical loads and also toughening effects were investigated as well. The fracture surfaces produced under low velocity impact for PVC/MBS composites were investigated by SEM. The results show that MBS rubber is very effective reinforcement material for toughening PVC.

물체가 수중에 입수할 때, 원래의 운동에너지는 물체와 그 주위의 물에 부가질량 형태로 분배된다. 이러한 에너지 혹은 운동량의 전달에 기인하여 물체는 유체동력학적 충격력과 가속도를 받는다. 이러한 충격거동은 수중운동체의 공중 발사에 중요한 고려 요인이 된다. 본 논문에서는 구명정 모델을 바탕으로 원통형 물체의 입수에 대한 충격거동을 해석하는 근사기법을 제안하였다. 충격력은 von Karman의 운동량 이론으로 계산하고, 운동, 특히 가속도는 유체동력학적 힘의 평형에 의하여 유도된 운동방정식의 수치 적분으로 계산하였다. 제안된 방법은 입수충격을 받는 물체의 초기설계나 운동 해석을 위한 단순하면서도 효과적인 방안이 될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 국내에서 가장 취약할 것으로 예상되는 원자력 발전소에 가압열충격 사고를 유발할 수 있는 주증기관 파단사고를 가정하여 열수력 해석과 파괴역학 해석을 수행하였다. 원전수명관리연구의 일환으로 계통열수력 해석 및 혼합열유동 해석에 의하여 구한 냉각제의 온도와 압력의 이력 및 용기의 재질성분으로부터 용기의 응력확대계수와 파괴인성치를 계산하고 이들을 비교하여 균열의 진전여부를 판단하여 형상계수가 1/6인 표면균열이 견딜 수 있는 최대 기준무연성천이온도를 결정하였다.

본 연구는 등방탄성체에 고속충격하중이 작용하는 경우에 대한 유한요소해석에 관한 것으로 대상구조는 여러 가지 모양의 2차원 평면구조를 택하였다. Galerkin 방법을 이용하여 유한요소 정식화하였으며 직접시간적분법에 의해 수치해를 구하였다. 본 해석에서는 균열이 없는 평판으로 수치해와 이론해를 비교하여 수치해의 신뢰성을 확인하였으며, 0°, 30°, 45°경사 균열이 없는 평판에 적용한 3가지 예를 분석하였다. 수치해석 결과는 이론해의 결과와 상호 잘 일치하였다.

계가 혼돈거동을 나타낼 경우에는 변수들의 미소변화에 의해서도 계가 전혀 다른 거동을 나타낼 수 있기 때문에 비선형계의 설계 및 해석시에는 이를 고려해야 한다. 따라서 본 연구에서는 구형 쉘의 중앙에 충격하중이 수직방향으로 작용하는 경우, 쉘의 기하학적 비선형성과 재료적 비선형성으로부터 기인되는 혼돈거동을 해석하였다. 쉘의 탄소성거동을 유한요소법을 이용하여 구한 후 계의 거동을 변위-시간이력, 프앙카레 맵, phase diagram등의 표준적인 방법들을 이용하여 쉘의 혼돈거동을 규명하였다. 해석결과, 계는 혼돈거동을 나타내었으나 탄소성보의 경우와는 달리 초기조건의 미소변화에 대한 극도의 민감도는 나타나지 않았으며 시간에 대한 쉘의 거동특성도 크게 변하지 않았다. 프앙카레 맵은 한정된 영역에 결쳐서 점들이 분포되었기 때문에 계의 거동이 혼돈거동임을 보여 주고 있지만 혼돈계의 프앙카레 맵에서 나타나는 기하학적 구조는 나타나지 않았다. 에너지선도를 이용하여 쉘이 하중의 작용방향 또는 반대방향으로 불규칙적으로 snap-through되는 원인을 규명하였다.

Explicit 직접적분볍 알고리 듬을 사용하여 Euler 기둥의 동적 좌관거똥을 해석 할 수 있는 수치 해석엮을 제 시하였다 1영변뼈대 유한요소를 기하학작 비선형 기동파 전체좌딸의 영향음 고펴할 수 있도록 보의 대변위 이 론으로부터 유도하였고， central difference me thod 플 바탕으로 해석 알고리 늑을 개발하였다 다양한 형상， 크기， 재하시간을 갖는 충격하-승에 대하여 Eul e r 기 풍 의 동적 좌룹거동과 고유치 문 제 활 해석하였다. 수 치해석 예제를 통하여 본 연구의 견파렐 겁증하였다.

점소성이론을 이용하여 충격하중을 받는 구조물의 거동을 하중시간에 따라 조사하였다. 점소성이론은 재료의 소성특성과 시간변화특성을 나타내는 Rheology 이론을 동시에 고려한 이론이다. 점소성 구성방정식을 구한 후, 이를 이차원 유한요소해석프로그램에서 심어서 평면응력, 평면 변형률, 축대칭 구조물의 동적 거동을 해석할 수 있도록 기존프로그램을 수정.개발하였다. Perzyna에 의한 점소성 구성방정식은 유한요소해석에서 Explicit 적분법을 사용해야 하는데 반하여, 본 연구에서 구한 구성방정식은 Implicit 적분법을 적용할 수 있도록 Algorithm을 개발하였다. 다양한 하중시간을 갖는 충격하중을 선택한 구조물에 가해 해석한 결과, 하중시간이 길수록 변형이 증가하여 점소성 거동을 하며, 높은 고유진동수 성분이 점소성거동으로 거의 소멸된다는 결론을 얻었다.

본 논문에서는 최근 관심이 증대되고 있는 충격하중에 의해 시간의 흐름에 따라 형성되는 구조물의 응력분포 양상을 유한요소 해석적으로 고찰하기 위하여 동적 응력 해석 프로그램을 개발하였다. 유한요소 해석에 의하면, 종방향 응력파는 충격하중이 작용하는 방향과 동일한 방향으로 진행하며, 응력파 선단의 속도와 모양은 이론해석에 의한 결과와 같음을 알 수 있다. 또한 종파의 진행방향에 45.deg. 방향으로 전단파가 발생하여 진행함을 알 수 있으며, 전단파의 속도는 종파의 1/2이 되고, 종파보다 전단파의 강도가 큼을 알 수 있다.

The proposed method in this paper. termed the substructural reanalysis technique, utilizes the computational merits of the component mode synthesis technique and of reanalysis technique for the design sensitivities of the dynamic characteristics of substructurally combined structure. It is shown that the dynamic characteristics of the entire structure can be obtained by synthesizing the substructural eigensolution and the characteristics of the eigensolution for the design variables of the modifiable substructure. In this paper , the characteristics of the eigenvalue problems obtained by this proposed method are compared to exact eigensolution in terms of accuracy and computational efficiency. and the advantage of this proposed method as compared to the direct application of the whole structure and experimental results is demonstrated through examples of numerical calculation for the dynamic characteristics (natural frequencies and mode shapes) of a flexible vibration of thin cylinderical shell with branch shell under 2-end fixed positions, boundary condition. Thin cylinderical shell of overall length 1280mm, external diameter 360mm, thickness 3mm with branch shell is made of mild steel. The load condition for dynamic response in this paper is impulsive load of which magnitude is 10kgf, which have short duration of 0.1 sec. and time interval applied to calculate. δT is 1.0×10 super(-4) seconds.