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Buckling Characteristics of Skin-Stringer Composite Stiffened Panel
노지섭,김영택,신준형,권보성,변준형,남영우,권진회 항공우주시스템공학회 2020 항공우주시스템공학회지 Vol.14 No.6
Skin-stringer structures are widely used in aircrafts due to their advantage of minimizing structural weight while maintaining load carrying capacity. However, buckling load can cause serious damage to these structures. Therefore, the buckling characteristics of skin-stringer structures should be carefully considered during the design phase to ensure structural soundness. In this study, finite element method was applied to predict the buckling characteristics of stiffened panels. In terms of the failure mode, finite element analysis showed a symmetrical buckling mode, whereas an asymmetrical mode was determined by experimentation. The numerical results were obtained and compared to the experimental data, showing a difference of 9.3% with regard to the buckling loads.
민수항공기 열가소성 복합재 동체 부품개발을 위한 고속 열 성형 공정 평가 및 인증
노지섭,신호영,정민찬,황준혁,곽준우,주현우,권진회,남영우 항공우주시스템공학회 2023 항공우주시스템공학회지 Vol.17 No.3
This study established the stamp forming process conditions to develop thermoplastic composite fuselage parts for commercial aircraft. Initially, the blank size and shape, tensioner position, and pre-load were numerically optimized according to the wrinkle and uniformity of fabricated structures using AniForm software. Afterward, the determined stamp forming conditions were employed to fabricate the real structures for verification. Good agreement between experimental and numerical analysis in terms of wrinkle distribution and thickness uniformity was obtained. For further evaluation, the crystallinity and porosity of the fabricated structure were analyzed based on CMH-17 and Part 23 to consider the composite material certification system. As a result, the crystallinity of all components was more than 21 %, while the porosity was less than 2 %. This means that the fabricated composite components offer potential for the aircraft fuselage structure with a certificated manufacturing method. 본 논문에서는 민수항공기 열가소성 복합재 동체 부품을 개발하기 위해 부품 설계, 고속 열 성형 공정 기반 제작, 제작된 부품의 성형성을 평가하였다. 고속 열 성형 해석을 수행하여 Blank 크기 및 형상, Tensioner 위치 및 초기 하중 등을 고려한 최적 공정변수를 수립하였고, 이를 기반으로 실제 제작을 수행하였다. 제작된 부품의 주름 분포, 두께 균일성 등을 평가하여 유한요소해석 기반의 공정 예측 정확성을 검증하였다. 또한, 제작단계에서 복합재료 인증체계를 고려하기 위해 CMH-17, Part 23을 기반으로 제작된 부품의 결정화도, 기공률을 분석하였고, 그 결과 모든 부품에서 결정화도 21% 이상, 기공률은 2% 이하를 보였다. 이를 통해 본 논문에서 수행한 공정 및 제작된 부품은 실제 항공기 동체 구조에 적용될 수 있는 품질과 인증 적합성에 일부 부합하는 것으로 판단하였다.
환경규제 강화에 따른 항공기 배기가스 배출기준 개정 방안 연구
노지섭,김경수,남영우,Noh, Ji-Sub,Kim, Kyeong-Su,Nam, Young-Woo 항공우주시스템공학회 2020 항공우주시스템공학회지 Vol.14 No.no.spc
본 논문에서는 항공기 인증 절차에 포함되는 형식증명을 위한 항공기 기술기준의 새로운 정립에 대한 개정안을 제안하였다. 기존 항공기 엔진의 연료 및 배기가스 배출기준(Part 34)은 관리 대상 항목을 매연과 불연소탄화수소(HC), 일산화탄소(CO) 그리고 질소산화물(NOx)로 한정하고 있다. 하지만 이 항목들은 최근 기후변화에 따른 국제민간항공(ICAO)의 항공기 탄소배출 제한, 미국환경보호청(EPA)의 항공기 배기가스 규제 추진 등 환경규제가 강화되고 있는 시대 흐름을 담아내지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 한계점을 현대화된 국제기준에 맞도록 보완하기 위해서 미국, 유럽 등의 배출기준을 근거로 항공기 배출가스에 대한 기술기준을 새롭게 제안하였다. In this paper the new revision of Korean Airworthiness Standards (KAS) - Emissions was proposed for enforced environmental standards. The Aircraft Engine Fuel Venting and Exhaust Emissions Requirements have been only defined for smoke, HC, CO and NOx as management items in previous KAS. However, this standard has not covered the current situation that International Civil Aviation Organization (ICAO) and United States Environmental Protection Agency (EPA) enforced environmental regulations, such as emissions trading system, limitation of CO<sub>2</sub> emissions and restriction of exhaust gas. In order to overcome these outdated situations, we presented the new requirements for aircraft exhaust gas emissions standard of Korea based on the latest standards of United States, Europe and other countries.
다관절 로봇 암 기반 고속 열 성형 공정을 활용한 열가소성 복합재 부품 평가
신호영,노지섭,박규범,석창민,권진회,곽병수,남영우,Ho-Young Shin,Ji-Sub Noh,Gyu-Beom Park,Chang-Min Seok,Jin-Hwe Kweon,Byeong-Su Kwak,Young-Woo Nam 한국복합재료학회 2023 Composites research Vol.36 No.5
본 연구에서는 다관절 로봇 암을 활용한 열 성형 공정을 통해 열가소성 복합재 부품을 개발하였다. 유한요소해석을 기반으로 로봇 암이 적용된 고속 열 성형 공정의 최적 공정 변수를 도출하였고, 이를 기반으로 실제 제작 공정을 통해 공정 변수를 구체화하였다. 제작된 부품과 유한요소해석 간의 두께 균일성, 주름 분포를 비교하였고, 이를 통해 유한요소해석의 타당성을 입증하였다. 또한, 제작된 복합재 부품의 성형성을 평가하기 위해 결정화도와 기공률을 측정하였고, 그 결과 우수한 성형성을 보인 것으로 평가하였다. 이에 따라 본 연구는 로봇 암기반의 고속 열 성형 공정을 통한 공정 확립과 이를 통한 복합재 구조의 제작 가능성을 확인하였다.