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콘 형상 실린더의 축 방향 압축변형을 이용한 충격흡수장치 설계
Design of Energy Absorption Device Using the Axial Crushing Behavior of Truncated Cone Type Cylinder

김지철   (국방과학연구소CC0136088  ); 이학렬   (국방과학연구소CC0136088  ); 김일수   (국방과학연구소CC0136088  ); 심우전   (국방과학연구소CC0136088  ); 박동화   (대우종합기계 특수사업본부CC0126102  );
  • 초록

    A brake device for the high-speed impacting object is designed using an axial crushing of thin-walled metal cylinder. Thickness of the cylinder is increased smoothly from the impacting end to the fixed end, resulting in the truncated cone shape. Truncated cone shape minimizes the imperfection-sensitivity of the structure and ensures that plastic hinges are formed sequentially from impacting end. This prevents the undesirable sudden rise in the first peak-crushing load. Several specimens with different conic angles, mean thickness of the wall, and materials were designed and quasi-static compression tests were performed on them. Results indicate that adoption of appropriate conic angle prevents simultaneous wrinkles generation and sudden rise of crushing load and that appropriate conic angle differs in each case, depending on the geometry and material property of the cylinder. Finite element analysis was performed for static compression of the cylinder and its accuracy was checked for the future application.


  • 주제어

    energy absorption device .   axial crushing .   truncated cone type cylinder .   plastic deformation.  

  • 참고문헌 (10)

    1. Some Aspects of Axial Collapse of Cylindrical Thin-Walled Tubes , Gupta,N.K. , Thin-Walled Structures / v.32,pp.111-126,
    2. Static and Axial Crushing of Circular and Square Tubes , Jones,N.;Abramowicz,W. , Metal Forming and Impact Mechanics / v.,pp.225-247,
    3. Hibbitt, Karlsson & Sorensen, Inc. , ABAQUS/Standard User's Manual / v.,pp.,
    4. An Alternative Method for Determining the Behavior of Round Stocky Tubes Subjected to an Axial Crush Load , Thin-Walled Structures / v.9,pp.61-89,
    5. An Assessment of Energy Absorbing Devices for Prospective Use in Aircraft Impact Situations , Ezra,A.;Fay,R.J. , Dynamic Response of Structures / v.,pp.225-246,
    6. An Approximate Analysis of the Collapse of Thin Cylindrical Shells Under Axial Loading , Alexander,J.M. , Quarterly Journal of Mechanics and Applied Mathematics / v.13,pp.10-15,
    7. Design of the Brake Device Using the Axial Crushing of Truncated Cone Type Cylinder , Jichul Kim;Woo Jeon Shim , Proceedings of The Second Asia International Conference on Tribology / v.,pp.387-388,
    8. Timoshenko,S.P.;Gere,J.M. , Theory of Elastic Stability / v.,pp.457-519,
    9. 콘 형상 제동장치의 축방향 압축변형에 대한 실험적 연구 , 김지철;이학렬;김일수;심우전 , 한국윤활학회 제32회 학술대회 논문집 / v.,pp.169-176,
    10. Jones,M. , Structural Impact / v.,pp.385-431,

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