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복합재 적층판을 이용한 경항공기 플로트 구조해석 및 경량화
최윤규,김성준,신의섭,Choi, Youn-Gyu,Kim, Sung-Jun,Shin, Eui-Sup 한국전산구조공학회 2012 한국전산구조공학회논문집 Vol.25 No.1
본 논문에서는 수상/육상 착륙 환경에서 경항공기용 플로트의 구조적 안전성과 경량화 설계개선을 위하여 고유 진동수 및 정적 응력해석을 수행하였다. 경항공기용 플로트의 설계제원 및 형상도면을 기반으로 유한요소 모델링을 수행하였으며, 수상/육상 착륙 시점의 단순화된 하중조건을 플로트모델에 적용하였다. 먼저 알루미늄 플로트모델에 대하여 고유 진동수 및 응력해석 결과를 확인하였으며, 이를 기준으로 복합재료 적층판을 적용한 플로트모델의 구조적 안전성을 비교 검토하였다. 복합재료 플로트모델의 적층유형 및 두께 변화에 따른 무게감소와 파손지수 변화 등의 성능개선을 확인하였으며, 경량화 플로트설계에 적합한 적층유형을 제시하였다. In order to improve the structural safety and light-weight design of aircraft floats, natural frequency and static stress analysis are performed under water and ground landing conditions. A finite element mesh based on the design configuration of light aircraft floats is modeled, and simplified water and ground landing loads are applied to this model. The natural frequency and stress analysis of aluminum-alloy floats are carried out first. Then, the structural performance of the floats is re-analyzed in the case of laminated composites, and the numerical results are compared each other. It is concluded that, by tailoring the laminated composites with respect to stacking sequence and ply thickness, the structural safety of the light-weight floats can be improved.
최윤규(Youn Gyu Choi),노경호(Kyung-Ho Noh),길근석(Geun Suk Gil),전종근(Jong Geun Jeon),백주현(Joo Hyun Baek) 한국항공우주학회 2015 韓國航空宇宙學會誌 Vol.43 No.9
본 논문에서는 아음속 환경에서 원통형 비행체의 구조 건전성을 확인하였다. 극한 기동조건에서 원통형 비행체의 정적 구조 안전성을 확인하기 위하여 구조 해석과 전기체 정적구조 시험을 수행하였다. 수치 해석을 위하여 상용 유한 요소 프로그램 MSC. Patran/Nastran을 이용하였으며, 전기체 정적 구조 시험에는 중량 보상 장치, 하중 부가 장치, 데이터 획득 장치를 적용하였다. 이와 함께, 동특성 시험으로서 햄머 충격시험을 수행하여 원통형 비행체의 동적 특성을 확인하였다. In this paper, the structural integrity for a cylindrical vehicle in subsonic environments is verified. In order to confirm static structural safety for the cylindrical vehicle in extreme maneuver condition, the structure analysis and full-scale static structure test are carried out. The commercial finite element codes, MSC. Patran/Nastran is used for numerical simulation. The full-scale static structure test equipment consists of the counterbalance system, loading system and data acquisition system. Besides, the dynamic characteristics for the cylindrical vehicle are reviewed by performing an impact hammer test.
열분해 및 삭마 환경의 복합재 구조물의 열기계적 연계 해석
최윤규(Youn Gyu Choi),김성준(Sung Jun Kim),신의섭(Eui Sup Shin) 한국항공우주학회 2013 韓國航空宇宙學會誌 Vol.41 No.8
본 논문에서는 열분해 및 삭마 환경의 복합재 구조물에 대한 열기계적 연계 해석을 수행하였다. 열분해 과정의 재료 밀도 감소, 기공 가스 확산, 흡열 반응 에너지와 삭마 과정에서의 표면 침식 효과 등을 고려하였다. 상용 유한요소 코드에 교차 연계 알고리듬을 적용하여 완전 연계된 열 해석 및 구조 해석 인터페이스를 구성하였다. 수치 실험을 통해서 탄소/페놀릭 복합재료의 기본적인 열분해 및 삭마 특성을 분석하였다. 특히, 화학적 및 기계적 삭마에 영향을 미치는 주요 인자에 따른 표면 침식량 등을 비교하였다. 또한, 열분해과정의 수축 또는 팽창 변형도가 재료의 열기계적 거동에 미치는 영향도 검토하였다. A coupled thermomechanical analysis of composite structures in pyrolysis and ablation environments is performed. The pyrolysis and ablation models include the effects of mass loss, pore gas diffusion, endothermic reaction energy, surface recession, etc. The thermal and structural analysis interface is based upon a staggered coupling algorithm by using a commercial finite element code. The characteristics of the proposed method are investigated through numerical experiments with carbon/phenolic composites. The numerical studies are carried out to examine the surface recession rate by chemical and mechanical ablation. In addition, the effects of shrinkage or intumescence during the pyrolysis process are shown.
고엔탈피 플라즈마 환경의 복합재료의 열기계학적 모델링 및 해석
김성준(Sung Jun Kim),최윤규(Youn Gyu Choi),한수연(Su Yeon Han),최회길(Hoi Kil Choi),신의섭(Eui Sup Shin) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11
본 논문에서는 고엔탈피 플라즈마 환경의 복합재료를 위한 열기계학적 모델링 및 해석을 수행하였다. 재료 표면 및 내부에서의 열기계학적 특성을 고려한 열분해 및 삭마 모델을 이용하여, 표면 침식에 따른 온도 및 응력 분포를 확인하였다. 또한, 열화학적으로 분해되는 복합재료의 기본적인 열분해 경향 및 열-기공-탄성 거동을 살펴보았다. 이와 함께, 미시역학 기반의 유한요소 모델 및 분리-혼합 기법을 이용한 기공 탄성 인자의 측정 방법을 제안하였다. Thermomechanical modeling and analysis are performed for ablative composites in high-enthalpy plasma environments. The distribution of temperature and stress is examined using thermomechanically coupled pyrolysis and ablation model. Also, the tendency of pyrolysis and thermo-poro-elastic behavior is investigated for thermochemically decomposing composites. The measurement method of poroelastic parameters is proposed based on micromechanical finite element model and unmixing-mixing scheme.