선형 등가모델을 이용한 유연날개 구조해석

김성준; 김동현; 임주섭; 이상욱; 김태욱; 김승호

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저자정보: 김성준 (Korea Aerospace Research Institute) 김동현 (Korea Aerospace Research Institute) 임주섭 (Korea Aerospace Research Institute) 이상욱 (Korea Aerospace Research Institute) 김태욱 (Korea Aerospace Research Institute) 김승호 (Korea Aerospace Research Institute)

저널정보: 한국항공우주학회 한국항공우주학회지 韓國航空宇宙學會誌第43卷第8號

발행연도: 2015.8

수록면: 699 - 705 (7page)

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항공기가 적은 동력으로 장시간 체공을 하기 위해서는 높은 양항비(Lift Drag Ratio)와 구조경량화가 요구된다. 일반적으로 고고도 장기체공 비행기에는 가로세로비가 큰 날개가 적용된다. 또한 기체의 주요 구조물에 고강도, 고강성 탄소섬유복합재료를 사용하고, 날개의 표피(Skin)에 박막(Membrane) 소재인 얇은 마일러(Mylar)를 사용된다. 그 결과 날개 구조물이 다른 구조물에 비하여 유연해진다. 그리고 박막 소재인 얇은 마일러의 강성이 동적 안정성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 비선형 갭(Gap) 요소를 사용하여 마일러의 박막 특성을 모사하였다. 그리고 비선형해석 결과를 이용하여 등가강성을 갖는 선형쉘(Shell) 요소로 등가모델링 하는 방법을 제시하였다. 선형 등가 쉘 모델은 멤브레인 요소법를 이용한 비선형해석 결과와 비교하여 결과의 타당성을 검증하였다. 제안된 선형등가쉘 모델은 모드 해석에 적용하여 마일러의 기계적 물성이 고유진동수에 미치는 영향을 평가하였다.

#Weight reduction(중량 절감) #Mylar(마일러) #Membrane method(멤브레인 요소법) #Gap element(갭 요소) #Equivalent modeling(등가모델링)

참고문헌 (5)

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[학술대회논문] - Ross, H. / 2008 / Fly around the World with a Solar Powered Airplane / The 26th Congress of International Council of the Aeronautical Sciences proceedings

[학술지(정기간행물)] - Hrennikoff, S. / 1941 / Solution of problems of elasticity by the framework method / Journal of Applied Mechanics, Transactions of the ASME 8 : 169 ~ 175

[학위논문] - Phaal, R. / 1990 / A two-surface computational model for the analysis of thin shell structures / PhD / University of Cambridge

[학위논문] - S. Kukathasan / 2000 / Vibration of Prestressed Membrane Structures / Master / University of Cambridge

[학술지(정기간행물)] - 배홍수 / 2013 / 얇은 막재료의 주름해석 기법 / 한국항공우주학회지 41 (11) : 865 ~ 873

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