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백상민(Sang-Min Baek),임소정(Sojung Yim),채수환(Soo-Hwan Chae),조규진(Kyu-Jin Cho) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.11
Various exploration robots have been developed to perform search and rescue in environments inaccessible to humans. These robots can increase the success rate and progress of missions by putting multiple robots at the exploration site. In this respect, origami-based robots that can be folded in tight spaces have the advantage. To utilize the origami-based structure, the joint stiffness is required. The origami-structured joint is thin, and difficult to attach additional elements such as a spring to increase joint stiffness. Therefore, the origami-based structure mainly utilizes the positional relationship between the rigid facets to ensure structural stiffness. This method requires multiple joints and facets, making the origami structure complex and large. In this paper, we propose a bioinspired origami structure. The origami structure has joint stiffness without additional elements, which doesn’t compromise advantages of origami structure. Using the proposed origami structure, we have developed a deployable glider and a jumping robot.
백상민(Sang-Min Baek),권재룡(Jae-Ryong Kwon),이욱(Wook Rhee) 한국항공우주학회 2018 韓國航空宇宙學會誌 Vol.46 No.1
팁젯 방식으로 구동하는 로터의 정지 비행시 동특성에 관한 연구를 수행하였다. 내부에 유로가 삽입되어 있는 블레이드에 대해서 단면 모델링을 수행하였으며, 로터 시스템의 구성 요소들을 모델링하여 동특성 해석을 수행하였다. 회전 속도와 콜렉티브 피치 조건에 따른 해석을 수행하였으며, 해석 결과 제안된 로터 시스템은 설계된 운용범위 내에서 공탄성적 불안정성이 나타나지 않음을 확인하였다. 해석 절차의 검증을 위해 실제 팁젯 로터 시험장치를 구성하였다. 팁젯 방식으로 제안된 로터가 정상적으로 구동되는 것을 확인하였으며, 비회전 고유 모드 측정 시험 및 회전 시험을 수행하여 결과를 획득하였고, 얻어진 해석결과와 비교를 통해 타당성을 검증하였다. A Study on the dynamic characteristics of a rotor driven by a tipjet system in hovering condition was carried out. The sectional modeling was performed for the tipjet blade in which the flow path was inserted, and the dynamic characteristics analysis was conducted by modeling the components of the proposed rotor system. The analysis was conducted with respect to the rotational speed and the collective pitch. As a result of the analysis, it was checked that the proposed tipjet rotor did not have aeroelastic instability within the designed operating range. The tipjet test equipment was constructed in order to verify the analysis approach. It was confirmed that the proposed rotor was driven normally by tipjet. The non-rotating eigenmode measurement test and the rotation test were performed, and the validity was proved by comparing the test results and the analysis results.
백상민 ( Sang Min Baek ),임성준 ( Sung June Lim ),김민성 ( Min Sung Kim ),고명균 ( Myung Gyun Ko ),박찬익 ( Chan Yik Park ) 한국복합재료학회 2018 Composites research Vol.31 No.2
본 연구에서는 직물 탄소섬유강화플라스틱 복합재를 직교 격자 형상으로 적층한 패널 구조를 제안하고, 기계적 특성에 대한 분석 및 연구를 수행하였다. 프리프레그를 재단하여 적층하는 방식으로 직교 격자 구조를 제작하였으며, 하부의 적층판과 오토클레이브 공정 일체 성형을 통해 격자 패널 구조를 제작하였다. 본 연구에서는 인장, 압축, 전단, 굽힘 하중을 부가하여 제안된 격자 패널 구조의 거동을 확인하였으며, 이러한 시험을 통해 본 직교 격자 구조물의 강성 증가 효과를 입증하였다. 또한, 유한요소해석 모델을 구축하여 시험 결과와 비교하였으며, 이를 통해 시험과 해석의 타당성을 확인하였다. In this study, a grid panel structure in which the woven CFRP composites were stacked in the orthogonal array was proposed and the mechanical properties were analyzed and studied. The grid parts were fabricated by cutting prepregs and laminating them. The grid panel structure was fabricated by co-curing with lower laminate plate in auto-clave process. The behavior of the proposed grid panel structure was evaluated by tests under tensile, compressive, shear, and bending loads. The effect of increasing the stiffness of the orthogonal grid structure was verified through these tests. In addition, the finite element model was constructed and compared with the test results, confirming the validity and reliability of the test and analysis.
가장자리 형상의 레이더 반사 면적 해석에서 물리광학기법의 적용 한계
백상민(Sang-Min Baek) 한국항공우주학회 2018 韓國航空宇宙學會誌 Vol.46 No.1
항공기의 레이더 반사 면적을 예측하기 위한 수치해석 방법으로 전파기법(Full-wave method) 또는 점근기법(Asymptotic method)이 주로 이용된다. 전파기법은 점근기법에 비하여 상대적으로 정확한 해석결과를 기대할 수 있으나, 점근기법은 수치적으로 효율성이 높아 레이더 반사 면적 해석 시에는 점근 기법이 보다 널리 활용되고 있다. 그러나 점근기법을 이용하여 레이더 반사 면적을 예측할 때 발생하는 오차는 쉽게 예상하기 어렵다. 본 논문에서는 쐐기-원통형 해석 모델을 구성하고, 가장자리 형상을 변화시키면서 모멘트법과 물리광학기법의 레이더 반사 면적 예측 결과를 비교하여 물리광학기법의 적용 한계를 분석한다. 마지막으로 레이더 반사 면적 예측 시 물리광학기법의 적용 한계에 대한 기준을 제시하고자 한다. As a numerical analysis technique to predict the radar cross section of an aircraft, a full wave method or an asymptotic method is mainly used. The full-wave method is expected to be relatively accurate compared with the asymptotic method. The asymptotic method is numerically efficient, and it is more widely used in the RCS analysis. However, the error that occurs when estimating the RCS using the asymptotic method is difficult to predict easily. In this paper, we analyze the allowable limits of physical optics by constructing a wedge-cylinder model and comparing the RCS prediction results between the method of moment and physical optics while changing the edge shape. Finally, this study proposes a criterion for allowable limit of physical optics in the RCS estimation.
굽힘 하중을 받는 평직물 CFRP 직교 격자 쉘의 점진적 손상 해석
임성준(Sung June Lim),백상민(Sang Min Baek),김민성(Min Sung Kim),박민영(Min Young Park),박찬익(Chan Yik Park) 한국항공우주학회 2019 韓國航空宇宙學會誌 Vol.47 No.4
본 논문에서는 평직물 CFRP로 제작한 직교 격자 쉘의 굽힘 하중에 의한 점진적 손상 연구를 수행하였다. 직교 격자는 복합재 바닥면과 함께 경화하여 제작하였다. 굽힘을 받는 직교 격자 쉘의 점진적 손상 해석은 Hashin-Rotem 파손 기준과 Matzenmiller-Lubliner-Taylor (MLT) 모델으로 비선형 유한요소법을 이용하여 수행하였다. 또한, 직교 격자 쉘에 대한 3점 굽힘 시험을 수행하였으며, 시험 결과와 해석 결과를 비교하였다. 변형률과 변위에 대한 시험과 해석 결과는 유사하게 나타났다. 손상 영역은 점진적 손상 해석으로 예측하였으며, 육안 검사와 초음파 비파괴 검사를 통해 측정한 결과와 비교하였다. In this paper, the progressive damage of an orthogonal grid shell fabricated with plain weave fabric CFRP under bending load was investigated. The orthogonal grids were cured with the bottom composite shell. Progressive damage analysis of an orthogonal grid shell under bending was performed using nonlinear finite element method with Hashin-Rotem failure criterion and Matzenmiller-Lubliner-Taylor(MLT) model. In addition, the three - point bending test for the structure was carried out and the test results were compared with the analysis results. The comparison results of the strain and displacement agreed well. The damage area estimated by the progressive damage analysis were compared with the visual inspection and ultrasonic non-destructive inspection.