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- 저자 : 권용규(Youg-Kyu Kwon) (검색결과 2 건)
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CZM(Cohesive Zone Model)을 이용한 풍력 복합재 블레이드의 접합부 손상에 대한 점진적 파손 특성 평가
김학근(Hak-Geun Kim),장윤정(Yun-Jung Jang),권용규(Youg-Kyu Kwon),강기원(Ki-Weon Kang) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4
복합재 블레이드는 MW 풍력 터빈의 주요 구성 요소 중 하나이다. 하지만 복합재 블레이드는 제조 공정의 결함 또는 외부 피로 하중으로 인해 디본딩, 크랙 및 층간분리와 같은 내부 손상이 존재할 수 있다. 이러한 손상 모드 중에서 Spar-web 과 Trailing edge에서 발생하는 디본딩이 가장 영향성이 큰 손상 모드이다. 그러므로 복합재 블레이드의 Spar-web 과 Trailing edge 접합부의 디본딩 매커니즘을 분석 필요하다. 이를 위해 일반적인 NREL 5MW 급 풍력 터빈에 사용되는 복합재 블레이드의 유한 요소 모델을 구축하였다. 블레이드 스킨과 접착모델링 간의 접촉 조건을 고려하여 Spar-web 과 Trialing edge 접합부에 손상 모델을 구축하였다. 또한, 접착제 모델의 기계적 특성을 위해 층간 파괴 인성 습득 시험을 통해 블레이드 조인트의 기계적 특성을 습득하였다. 마지막으로, 접착제 모델링 기법 기반 손상 모델을 사용하여 블레이드의 Spar-web 및 Trailing edge 접합부에서 디본딩의 점진적 파손 특성을 분석하였다. The composite blade is one of the main components in multi megawatt wind turbine. Unfortunately, composite blade may have internal damage such as debonding, cracks, and de-lamination resulting from faults in manufacturing process or external fatigue loads. Among these damage modes, the debonding at spar-web and trailing edge junction is the most critical damage mode. Therefore, it is necessary to identify the mechanism of debonding at spar-web and trailing edge junction of composite blade. For this, we build up the finite element model for composite blade, utilized in the generic NREL 5MW class wind turbine. And then, we build up the damage model at the spar-web and trailing edge junction considering the contact conditions between the blade skin and cohesive model. In addition, mechanical properties of the blade joint were acquired through an interlaminar fracture toughness acquisition test in order to mechanical properties for the adhesive model. Finally, we analysis the progressive failure behavior of debonding at the spar-web and tailing edge junction with the external forces on blade using the adhesive modeling method-based damage model.
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