고속 프로펠러 블레이드 정적 구조 설계 및 시험

박현범(Hyun-Bum Park),최원(Won Choi) 한국유체기계학회 2014 한국유체기계학회 논문집 Vol.17 No.4

항공기 복합재 구조에 적용된 두꺼운 적층판의 손상 허용 기준 평가

박현범 ( Hyun Bum Park ),공창덕 ( Chang Duk Kong ),신철진 ( Chul Jin Shin ) 한국복합재료학회 2012 Composites research Vol.25 No.4

최근 국내에서 미국과 상호항공안전협정 체결을 위한 소형 항공기가 연구 개발 중이다. 연구 대상 항공기는 경량화 하여 연료 절감을 위해 전기체 복합재료가 적용되었다. 그러나 복합재 구조는 외부의 충격 손상에 취약한 구조이다. 따라서 항공기 구조물은 충격 손상에 대한 압축 파손 강도를 고려하여 손상 허용 설계가 반드시 수행되어야 한다. 이는 복합재 구조 항공기 인증에 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 항공기 복합재 구조에 적용된 두꺼운 적층판에 대한 손상 허용 연구를 수행하 였다. 두꺼운 적층판의 세 가지 형태인 손상이 없는 시편, 구멍 손상 및 충격 손상이 적용된 시편의 압축 하중 하에서 손상 허용 기준이 평가되었다. Recently, development of a small aircraft has been carried out for the BASA(Bilateral Aviation Safety Agreement) program in Korea. This aircraft adopted all composite structures for environmental friendly by low fuel consumption due to its lightness behavior. However the composite structure has disadvantage which is very weak against impact damages. Therefore, damage allowable design of aircraft structure must be performed considering compressive fracture strength. This point is very important for certification of composite structure aircraft. In this paper, it is performed the research on damage tolerance of thick laminate adopting aircraft structure. The damage tolerance of three different types of thick laminates such as no damage, open hole and impact damage is evaluated under compression loading.

항공기 적용 샌드위치 복합재 구조의 충격 손상 거동 연구

박현범 ( Hyun Bum Park ),공창덕 ( Chang Duk Kong ) 한국복합재료학회 2013 Composites research Vol.26 No.1

본 연구에서는 복합재 샌드위치 적층판의 저속 충격 해석을 수행하였다. 샌드위치 구조 형상의 스킨은 탄소/에폭시 (Carbon-Epoxy) 재질이 채택되었고 코어(Core)의 재질은 폼(Foam)이 적용되었다. 연구의 타당성을 입증하기 위해 관련 문헌에서의 연구 결과에서 제시한 실험 결과와 유한 요소 해석 결과의 비교가 선행되었다. 타당성 검증을 바탕으로 본 연구에서 손상이 시작되는 충격체의 속도를 평가하고, 예측된 충격 속도에서 충격 거동을 분석하기위해 유한요소법을 이용하여 충격 해석을 수행하였다. 샌드위치 복합재 적층판의 충격 해석 결과 예측된 충격 속도에서 손상이 발생함을 확인하였다. 최종 시편시험 결과와 수치 해석 결과의 비교 값이 잘 일치함을 확인하였다. In this study, low velocity impact analysis on composite sandwich structure was performed. Sandwich structure configuration is made of Carbon-Epoxy face sheets and foam cores. For validating study, the results of an experimental and a finite element method analysis were compared previously. From the finite element method analysis results of sandwich panel, it was confirmed that the results of analysis was reasonable. Impactor velocity to initiate damage was estimated, and in order to investigate the damage at the predicted velocity, impact analysis using finite element method was performed. According to the impact analysis results of sandwich panel, it was confirmed that the damage was generated at the estimated impact velocity. Finally, The comparison of the numerical results with those measured by the experiment showed good agreement.

아마/비닐 에스테르 자연 섬유 복합재료의 기계적 특성 분석 연구

박현범 ( Hyun Bum Park ),공창덕 ( Chang Duk Kong ),이정환 ( Jeong Hwan Lee ),김인권 ( In Gwon Kim ),이호연 ( Ho Yeon Lee ) 한국복합재료학회 2014 Composites research Vol.27 No.1

본 연구에서 아마/비닐에스테르(Flax/vinyl ester)를 적용한 친환경 구조물 설계를 위한 선행 연구로서 아마/비닐 에스테르 자연 섬유 복합재료의 기계적 물성치를 분석하였다. 시편 제작을 위해 VARTM 제작 공법이 적용되었다. 참고문헌에서 제시한 자연 섬유 복합재료의 물성치와 본 연구에서 제작된 시편의 물성치를 비교하였다. 이 결과를 바탕으로 아마/비닐 에스테르 복합재료가 친환경 구조물에 적용하는 것이 유리함을 확인하였다. In this study, an investigation on mechanical properties of flax/vinyl ester natural fiber composite was performed as a precedent study on the design of eco-friendly structure using flax/vinyl ester composite. Vacuum Assisted Resin Transfer Molding(VARTM) manufacturing method was adopted for manufacturing the flax fiber composite specimen. The mechanical properties of the manufactured flax composites were compared with flax composite data cited from some references. Based on this, the experimental data showed that the flax/vinyl ester composite has some advantages when it is applied to environment-friendly structure.

카본/에폭시 면재 및 허니컴 코어 샌드위치 복합재 구조의 구멍 손상에 의한 4점 굽힘 강도 연구

박현범 ( Hyun Bum Park ) 한국복합재료학회 2014 Composites research Vol.27 No.2

본 연구에서는 전기체 복합재가 적용되어 설계된 소형 항공기의 손상 평가 및 유지 보수 연구를 수행하였다. 본 연구에서 개발 중인 항공기의 스킨 부위는 샌드위치 구조가 적용되었다. 본 연구에서는 노멕스 허니컴코어와 카본 면재가 적용된 샌드위치 복합재 구조에 대해 구멍 손상 이후의 잔류 강도 평가에 대한 연구를 수행하였다. 4점 굽힘 시험을 통해 시편의 굽힘 강도를 확인하고, 시편에 손상을 모사하기 위하여 시편의 중앙 부위에 구멍 손상을 가하였다. 손상된 시편을 손상 전 시편과 동일한 시험을 통해 손상 전의 강도와 비교하였다. 또한 손상된 복합재 구조는 손상 부위 제거 후 패치 수리 기법을 적용하고 손상된 시편과 보수된 시편의 굽힘 강도 시험 결과를 비교하였다. 샌드위치 복합재 구조 시편의 유지 보수 후 굽힘 강도 시험 결과 손상 전 시편의 강도와 비교 하여 강도의 95%까지 회복되는 것으로 분석되었다. In this study, it was performed damage assessment and repair of small scale aircraft adopted on composite. This aircraft adopted the sandwich structure to skin of wing. This study aims to investigate the residual strength of sandwich composites with nomex honeycomb core and carbon fiber face sheets after the open hole damage by the experimental investigation. The 4-point bending tests were used to find the bending strength, and the open hole was applied to introduce the simulated damage on the specimen. The bending strength test results after open hole were compared with the results of no damaged specimen test. In addition, The damaged composite structure was repaired using external patch repair method after removing damaged area. After that, this study presents comparison results of the experimental investigation between the damaged and the repaired specimen. It was found that the bending strength of repaired specimen was recovered up to 95% of undamaged specimen.

차세대 자동차 본넷용 친환경 경량화 자연섬유 복합재 구조 설계

박길수 ( Kil Su Park ),공창덕 ( Chang Duk Kong ),박현범 ( Hyun Bum Park ) 한국복합재료학회 2015 Composites research Vol.28 No.2

본 연구에서는 차량용 본넷의 구조 설계 및 해석을 수행하였다. 구조 설계를 위해 아마/비닐 에스테르 복합재료가 적용되었다. 아마 섬유 복합재 본넷의 제조공법은 VARTML(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding-Light)제조공법이 적용하였다. VARTML 공법은 한쪽 면은 견고한 금형을 사용하고 다른 면은 진공과 함께 유연한 금형을 사용하여 압력차를 이용하여 내부에 적층된 섬유에 수지를 신속하게 함침 시켜 성형하는 방법이다. 아마/비닐에스테르 패널로 부터 시편을 가공하여 재료의 기계적 물성치를 획득하기 위한 시편 시험을 수행하였다. 이를 기반으로 자동차 본넷의 구조 설계를 수행하였다. In this study, structural design and analysis of the automobile bonnet is performed. The flax/vinly ester composite material is applied for structural design. The Vacuum Assisted Resin Transfer Molding-Light (VARTML) manufacturing method is adopted for manufacturing the flax fiber composite bonnet. The VARTML is a manufacturing process that the resin is injected into the fly layered-up fibers enclosed by a rigid mold tool under vacuum. A series of flax/vinyl ester composite panels are manufactured, and several kinds of specimens cut out from the panels are tested to obtain mechanical performance data. Based on this, structural design of the automobile bonnet is performed.

탄소섬유/에폭시 면재, 알루미늄 허니컴 코어 샌드위치 복합재 구조의 압입 손상에 의한 잔류강도 연구

공창덕 ( Chang Duk Kong ),박현범 ( Hyun Bum Park ),이승현 ( Seoung Hyun Lee ) 한국복합재료학회 2009 Composites research Vol.22 No.2

소형 위그선의 탄소/에폭시 복합재 주익의 구조 설계 및 해석에 관한 연구

공창덕 ( Chang Duk Kong ),박현범 ( Hyun Bum Park ),강국진 ( Kuk Jin Kang ) 한국복합재료학회 2006 Composites research Vol.19 No.5

차세대 터보프롭 항공기용 최신 프로펠러 블레이드 연구

최원(Won Choi),박현범(Hyun-Bum Park),공창덕(Chang-Duk Kong) 한국항공우주학회 2014 韓國航空宇宙學會誌 Vol.42 No.4

깃끝단 후퇴각을 가지는 현대 터보프롭 항공기의 최신 프로펠러는 고속으로 비행할 수 있는 추력을 얻기 위해 구조적으로 높은 강도가 요구된다. 본 연구에서는 프로펠러 구조 설계 시 고강도 및 고강성의 특성을 지닌 카본/에폭시 복합재료가 적용되었으며, 경량화를 위하여 스킨-스파-폼 샌드위치 구조 형태를 채택하였다. 구조 설계를 위한 구조 하중은 블레이드에 작용하는 공력하중을 분석하여 결정하였으며, 스파 플렌지는 굽힘 하중을 담당하고 스킨은 전단 하중을 담당하도록 복합재료 설계 개념을 반영하였다. 구조 안전성을 평가하기 위하여 상용 유한 요소 해석 코드인 나스트란을 활용하여 구조 해석을 수행하였다. 시제품 블레이드의 구조 시험을 통하여 적용된 구조설계 방법론이 적절함을 확인하였다. Modern advanced-turboprop propellers are required to have high structural strength to cope with the thrust requirement at high speed. The high stiffness and strength carbon/epoxy composite material is used for the major structure and skin-spar-foam sandwich structural type is adopted for advantage in terms of the blade weight. As a design procedure for the present study, the structural design load is estimated through investigation on aerodynamic load and then flanges of spars from major bending loads and the skin from shear loads are sized using the netting rule and Rule of Mixture. In order to investigate the structural safety and stability, stress analysis is performed by finite element analysis code MSC. NASTRAN. It is found that current methodology of composite structure design is a valid method through the static structural test of prototype blade.

간세포암 환자에서 경동맥화학색전술 후 종양혈전의 이동에 의해 합병된 급성 폐쇄성 담관염: 증례보고 및 문헌고찰

박형철 ( Hyung Chul Park ),박현범 ( Hyun Bum Park ),정조윤 ( Cho Yun Chung ),정민우 ( Min Woo Jung ),주영은 ( Young Eun Joo ),최성규 ( Sung Kyu Choi ),조성범 ( Sung Bum Cho ) 대한소화기학회 2014 대한소화기학회지 Vol.63 No.3

Intraductal tumor invasion of hepatocellular carcinoma (HCC) is considered rare. Transarterial chemoembolization (TACE) is effective for tumor thrombus of HCC in the bile duct. However, a few cases of obstructive jaundice caused by migration of a tumor fragment after TACE have recently been reported. The aim of this study was to identify factors that affect tumor migration after TACE. At this writing, a review of the medical literature disclosed seven reported cases of biliary obstruction caused by migration of a necrotic tumor cast after TACE. We, herein, report on an additional case of acute obstructive cholangitis complicated by migration of a necrotic tumor cast after TACE for intrabile duct invasion of HCC, in a 71-year-old man. The tumor cast in the common bile duct was removed successfully using a basket during ERCP and was pathologically confirmed to be a completely necrotic fragment of HCC. The patient`s symptoms showed dramatic improvement. In summary, physicians should be aware of acute obstructive cholangitis complicated by tumor migration in a patient undergoing TACE. We suggest that an intrabile duct invasion would be a major predisposing factor of tumor migration after TACE and drainage procedures such as ERCP or percutaneous transbiliary drainage could be effective treatment modalities in these patients.