저자명 박명준 
년도 2013.08 

금속재료에서는 변형률속도가 증가하면 변형률경화 거동이 증가하는 것과 같이 정적상태와 동적상태에서의 기계적 물성이 상이하다는 것이 알려져 있다. 자동차, 선박, 철도차량 등의 충돌 시에는 시편의 변형이 발생하는 변형률속도 영역이 최대 10^2 /s 정도에 불과하지만, 항공, 우주, 군사 방면에서 사용되는 재료는 10^3 /s 보다 높은 고 변형률속도 영역에서 변형하기 때문에 이러한 조건에서의 재료물성을 정확하게 파악하는 것이 중요하다. 10^-3 /s ~ 10^3 /s의 변형률속도 영역에서의 재료물성은 다양한 시험장치를 이용하여 구할 수 있으나 그보다 높은 10^5 /s ~ 10^6 /s의 고 변형률속도 영역에서는 재료물성을 획득하기 위한 시험기법이 확립되어 있지 않다. 이러한 어려움을 극복하기 위하여 본 연구에서는 동적 경화모델을 도입하여 낮은 변형률속도 영역(10^-3 /s ~ 10^3 /s)의 재료시험결과로부터 고 변형률속도 영역에서(10^5 /s 이상)의 재료물성을 예측하고자 하였다. 테일러 충격시험은 원통형 시편을 높은 속도로 (150 m/s 이상) 강체에 충돌시키는 시험으로서 충돌하는 과정에서 시편이 변형하는 변형률속도가 10^5 /s 보다 높은 것을 관찰할 수 있었다. 따라서 본 연구의 목적은 이러한 고 변형률속도에서의 여러가지 동적 경화모델의 유효성을 테일러 충격시험을 통하여 평가하는 것이다. 본 연구에서는 서로 다른 결정구조를 가진 4340 steel, OFHC copper, Ti6Al4V alloy 등의 재료에 대하여 10^-3 /s ~ 10^3 /s의 변형률속도 조건에서 Instron HSMTM을 이용한 인장시험과 홉킨슨 바 시험기를 이용한 압축시험을 수행하여 다양한 변형률속도에서의 재료의 경화거동을 관찰하였다. 재료시험을 통하여 획득한 3가지 재료의 다양한 변형률속도에서의 경화거동 곡선을 Johnson-Cook 모델, 수정 Johnson-Cook 모델, 수정 Khan-Huang 모델, Lim-Huh 모델을 이용하여 근사하였다. 테일러 충격시험에서 시편과 타겟 목표물이 수직으로 충돌하게 하기 위하여 사보, 사보 분리장치 및 타겟장치를 설계하고 제작하였다. 다양한 변형률속도에서의 재료의 거동을 관찰하기 위하여 3가지 재료에 대하여 각각 다양한 충격속도로 테일러 충격시험을 수행하였다. 테일러 충격시험 중 시편의 변형형상을 고속카메라를 사용하여 기록하였고 기록한 영상을 분석하여 시편의 변형거동을 관찰하고 충돌속도를 측정하였다. 테일러 충격시험 결과와 4가지 동적 경화모델을 사용한 유한요소해석의 최종형상 결과를 정량적으로 비교하고 축방향 응력, 유효변형률, 및 유효변형률속도를 분석하였다.

번호 제목 저자명 날짜 조회 수
49 Optimization of the roller levelling process for Al7001 T9 pipes with the Finite Element Method and Taguchi Method(유한요소법과 다구찌 방법을 이용한 Al 7001 T9 파이프의 롤러교정 공정 최적화) 허진혁  2005.11.29 14435
48 Study on the Fracture Strain of DP780 Sheets Considering the Strain Rate and Loading Path (변형률속도와 하중경로를 고려한 DP780 강재의 파단변형률에 관한 연구) 박근환  2012.02.20 11960
47 Study on the Anisotropy of Auto-body Steel Sheets considering the Strain Rate(변형률속도를 고려한 차체강판의 이방성에 관한 연구) 이창수  2010.07.13 9087
46 Evaluation of Ultimate Buckling Strength of Stiffened Plates for Marine Structures (해양구조물용 보강판구조의 좌굴한계강도 평가) Waseem Gul  2010.07.13 8847
45 The crashworthiness evaluation of asymmetric hat-type rectangular tube by static and dynamic crush tests (동적 압궤 실험을 통한 충돌 성능 평가 ) 김진성  2005.11.29 8280
44 Load-carrying capacity of axisymmetric pressure vessels using finite element limit analysis (유한요소 극한해석을 이용한 축대칭 압력용기의 하중지지능력 해석) 김현섭  2005.11.29 8224
43 Study on the Strain-Rate Dependent Tensile Properties of Micro-Scale Aluminum Specimens(알루미늄 마이크로시편의 변형률속도에 따른 인장 특성 연구) 권준범  2012.03.01 8146
42 Cross-section Shape Design of an Aluminum Crash Box for Crashworthiness Enhancement (충돌성능 향상을 위한 알루미늄 크래쉬 박스의 단면 형상 설계) [1] 이경호  2008.01.25 8130
41 Design and Dynamic Simulation of a New Shock Absorbing Device with a Bending Strap in a Helicopter Pilot Seat (헬리콥터 조종석의 굽힘 판재를 이용한 새로운 충격흡수장치의 설계 및 동적 모사해석에 관한 연구) [1] 박주형  2013.02.12 8066
40 Dynamic Material Properties of the Heat-Affected Zone (HAZ) in a Resistance Spot Weld(점용접 열영향부의 동적 물성특성에 관한 연구) 하지웅  2008.01.25 7933
39 Study on Design of Stress Wave Micro Sensor for High Speed Transportation Safety System (고속운송기구의 안전시스템을 위한 마이크로 응력파 센서 설계 연구) 임성준  2010.07.13 7837
38 Analyisis of Adiabatic Shear Band Formation by an Elasto-Plastic Finite Element Method with Explicit Time Integration (외연적 시간적분 탄소성 유한요소법에 의한 단열전단밴드의 해석) 조상순  2005.11.29 7602
37 Tensile Material Properties of Carbon/epoxy Composite Laminates at High Strain Rates (탄소섬유강화 복합재료의 변형률 속도에 따른 인장물성의 평가) 최재영  2013.02.12 7444
36 Reliability Based Design Optimization for Crashworthiness of a Spot Welded Hat Type Member (점용접 모자형 사각관의 충돌성능에 대한 신뢰도 기반 최적설계) 김유종  2010.07.13 7402
35 Upper Bound Analysis of Dynamic Buckling Phenomenon of Circular Tubes Considering Strain Rate Effect (변형률 속도를 고려한 원형 튜브의 동적 좌굴 현상의 상계 해석에 관한 연구) 박충희  2008.08.02 7331
34 Study on the 3-D finite element modeling of fiber reinforced rubber composite using the rebar element (리바요소를 이용한 섬유강화 고무기저 복합재료의 3차원 유한요소 모델링기법 연구) 정세환  2006.08.18 7024
33 Anisotropy Effect on the Fracture Forming Limit Diagram of DP980 Sheets Considering the Loading Path (DP980 강판의 하중경로를 고려한 파단성형한계도에 미치는 이방성의 영향) 박남수  2013.02.12 6860
32 Finite Element Analysis and Process Parameter Design for the Tension Levelling of Metallic Strips (금속판재의 인장교정에 대한 유한요소 해석 및 공정변수 설계) 박상래  2005.11.29 6663
31 Study on the Crash Energy Absorption and Dynamic Local Buckling of the Expansion Tubes (확관튜브의 충돌에너지 흡수성능 및 동적 국부좌굴에 관한 연구) 안광현  2008.01.28 6515
30 Finite element stress analysis for a coil spring with a multi-level substructuring method(다단계 부분구조법을 이용한 코일스프링의 변형에 관한 유한요소 해석) [1] [1] 김진영  2005.11.29 6410