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김영배 ( Yeong-bae Kim ),정근성 ( Geunsung Jung ),김도원 ( Do-won Kim ),최한솔 ( Han-sol Choi ),임재혁 ( Jae Hyuk Lim ) 한국복합재료학회 2021 Composites research Vol.34 No.4
본 논문에서는 전개장치용 복합재료 테이프 스프링 개발을 위해 테이프 스프링의 설계, 해석, 제작 및 기계적 특성을 검토하였다. 이를 위해 다양한 복합재료 소재를 선정하고 3개의 적층 패턴에 따라 제작하여 굽힘 시 파손여부를 구조해석과 실험적으로 검토하였다. 이중 파손이 발생하지 않고 잘 굽혀지는 소재와 적층 패턴을 선정하였다. 이렇게 확보된 정보를 이용해 전개구조물용 테이프 스프링을 개발하고 4점 굽힘 시험을 통해 구조적인 특성을 검토하였다. 시험 결과로부터 굽힘과 펴짐에 따라 모멘트-회전 곡선에서 테이프 스프링 고유의 비선형 히스테리시스 현상이 적절히 구현됨을 확인하였다. 따라서 복합재료 테이프 스프링이 적절히 개발된 것을 확인하였다. In this paper, development of tape-springs made of composite materials was conducted for the deployment structures along with design, analysis, fabrication, and numerical and experimental investigation of mechanical behavior of the tape-springs. To this end, the tape-springs were manufactured according to three stacking patterns, and numerical and experimental investigation were conducted to determine whether or not they were damaged during bending with various selected composite materials. Finally, optimal stacking patterns that do not cause damage were selected during bending. With this information, the four-point bending test was conducted to obtain the moment-rotation curves. From results, it was confirmed that the nonlinear hysteresis phenomenon of the tape-springs was properly realized according to folding and unfolding. Therefore, it was confirmed that the composite material tape spring was properly developed.
복합재료 테이프 스프링과 말이식 태양전지를 이용한 로버 착륙 장치
김영배(Yeong-Bae Kim),최한솔(Han-Sol Choi),임재혁(Jae Hyuk Lim),정근성(Geunsung Jung) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4
달착륙선은 착륙한 이후 달표면을 탐색하기 위해 로버를 탑재 및 안전하게 달표면에 안전하게 하차해야 한다. 달탐사에 성공한 기존의 로버 착륙 장치는 모터를 사용하여 로버를 달 표면에 착륙 시킨다<sup>(1,2)</sup>. 이러한 방식은 모터와 기구학적인 기계장치들이 장착되어야 하기 때문에 달착륙선의 무게와 부피가 증가하게 된다. 본 연구에서는 복합재료 테이프 스프링을 통해 말이식 태양전지를 전개하여 로버를 착륙 시키는 방식을 제안하였다. 복합재료 테이프 스프링은 원통형으로 수납이 가능하고, 수납되었을 때 축적되는 스트레인 에너지를 이용하여 태양전지를 효과적으로 전개한다<sup>(3)</sup>. 또한, 복합재료 테이프 스프링은 완전 전개 후 로버의 무게를 견딜 수 있는 충분한 전개강성을 갖기 때문에 로버를 달 표면까지 안전하게 내리기 위한 지지대 역할을 수행한다. 본 연구에서는 이를 적절히 제작하고 시연하여 개발된 메커니즘의 적절성을 확인하였다. When the lunar lander lands on the lunar surface, the landing mechanism that allows the rover to land smoothly from the lunar lander’s body to the lunar surface is required. The conventional rover landing mechanism uses the motor to land the rover on the lunar surface<sup>(1,2)</sup>. However, it increases the lunar lander's weight and volume because additional kinematic mechanisms and motors have to be installed. In this work, the rover landing mechanism is developed using a composite tape spring and roll-out solar array. The composite tape spring can be rolled in a cylindrical shape. And the stored strain energy while the composite tape spring is rolled up is released to deploy the mechanisms properly<sup>(3)</sup>. Finally, the composite tape spring can safely land the rover on the lunar surface because it has the deployment stiffness that can withstand the weight of the rover. In this work, this mechanism is constructed and its function is verified experimentally to demonstrate its performance.
CNG용 Type 4 하이브리드 섬유 복합재 용기 개발에 대한 연구
조성민(Sung-min Cho),조민식(Min-sik Cho),정근성(Geunsung Jung),이선규(Sun-kyu Lee),이승국(Seung-kuk Lee),박기동(Ki-dong Park),류성기(Sung-Ki Lyu) 한국기계가공학회 2017 한국기계가공학회지 Vol.16 No.4
The objective of this study is to develop and commercialize an on-board fuel storage system for CNG vehicles. A type 4 vessel is made of resin-impregnated continuous filament windings on a polyamide (PA6) liner. In particular, this study localized the PA6 liner’s fabrication and development. To analyze the filament winding, a specimen test was performed, and the results were verified values obtained using finite element analysis. In this study, the filament winding and fibers were optimized for a 207 bar composite cylinder in a compressed natural gas vehicle.