A drop weight impact test was conducted in this study to analyze the mechanical and thermal properties caused by the changes in the ratio of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) to ethylene vinyl acetate (EVA) laminations. The ratios of CFRP to EVA were changed from 10:0 (pure CFRP) to 9:1, 8:2, 6:4, and 5:5 by manufacturing five different types of samples, and at the same time, the mechanical/thermal properties were analyzed with thermo-graphic images. As the ratio of the CFRP lamination was increased, in which the energy absorbance is dispersed by the fibers, it was more likely for the brittle failure mode to occur. In the cases of Type 3 through Type 5, in which the role of the EVA sheet is more prominent because it absorbs the impact energy rather than dispersing it, a clear form of puncture failure mode was observed. Based on the above results, it was found that all the observation values decreased as the EVA lamination increased compared with the CFRP lamination. The EVA lamination was thus found to have a very important role in reducing the impact. However, the strain and temperature were inversely propositional.

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.