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저널정보
한국전산구조공학회 한국전산구조공학회논문집 한국전산구조공학회논문집 제31권 제4호
발행연도
2018.1
수록면
183 - 190 (8page)

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본 논문에서는 보의 대변형 및 비틀림 변형을 고려한 인간동력항공기 주익 main spar 질량 최적화 과정을 소개한다. 순차적 이차 프로그래밍 기법(sequential quadratic programming)을 최적화 기법으로 선정해 구조 최적설계에 적절한 최적화 알고리즘을 수행하였다. Main spar 내부 직경, 적층 두께 등을 설계변수로 설정하였다. 목적함수에는 질량 최소화, 굽힘 변형 변위 일정, 그리고 비틀림 변형 각도 일정 등의 요소를 포함하였다. 굽힘과 비틀림 변형 계산엔 대변형 해석에 적합한 기하학적 정밀 보 모델을 도입하였으며, 기하학적 정밀 보 모델에 필요한 단면 물성은 Variational Asymptotic Beam Sectional Analysis(VABS) 단면 해석프로그램를 통해 계산하였다. 그 결과 main spar의 굽힘 변형 및 비틀림 변형을 최대 1.45% 이내로 유지한 채로 7.88%의 질량 감소를 이루는 최적설계를 도출하였다, 이후 응력복원 및 변형률 복원을 통해 최적설계의 구조적 안정성과 최적화 과정의 타당성을 검증하였다.
#human-powered aircraft #structural optimization #sequential quadratic programming #geometrically exact beam model #VABS #stress/strain recovery

목차

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참고문헌 (13)

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안상호 / 2016 / VABS를 이용한 높은 세장비를 가진 복합재료 보 구조의 차원축소 및 응력복원 해석기법에 대한 연구 / 한국전산구조공학회논문집 29(5):405~412 dbpia Berdichevskii, V. / 1981 / On the Energy of an Elastic Rod / J. Appl. Math. & Mech. 45(4):518~529 Crossref Cheng, T. / 2002 / Structural Dynamics Modeling of Helicopter Blades for Computational Aeroelasticity google schola Danielson, D.A. / 1988 / A Beam Theory for Large Global Rotation, Moderate Local Rotation, and Small Strain / J. Appl. Mech. 55(1):179~184 Crossref Hodges, D.H. / 1990 / A Mixed Variational Formulations Based on Exact Intrinsic Equations for Dynamics of Moving Beams / Int. J. Solids & Struct. 25(11):1253~1273 google schola

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