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Composites Research(구 한국복합재료학회지)검색


  • - 주제 : 공학분야 > 재료공학
  • - 성격 : 학술지
  • - 간기: 격월
  • - 국내 등재 : KCI 등재
  • - 해외 등재 : -
  • - ISSN : 2288-2103
  • - 간행물명 변경 사항 :
논문제목
수록 범위 : 32권 4호 (2019)

유한요소해석을 통한 차량내 복합재 휠체어 고정구의 구조 강도 특성 평가

함석우 ( Seok-woo Ham ) , 양동규 ( Dong-gyu Yang ) , 손승녀 ( Seung-neo Son ) , 어효경 ( Hyo-kyoung Eo ) , 김경석 ( Gyeong-seok Kim ) , 전성식 ( Seong S. Cheon )
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본 연구는 복합재를 사용한 휠체어 고정구의 구조 강도 특성에 대하여 평가하였다. 이를 위해 특별교통 수단 내 휠체어 고정구의 시험 기준 ISO 10542에 의거하여 전방 충돌 슬레드 유한요소해석을 진행하였고, 이를 통해 얻은 고정구에 작용하는 하중데이터를 휠체어 고정구 유한요소해석의 초기 조건으로 사용하였다. 고정구는 블록, 가이드, 레일로 구성되어 있으며, 이 중에서 레일의 중량 비율이 가장 높기 때문에 탄소섬유 에폭시 복합재를 레일에 적용하는 것이 적합한 것으로 나타났다. 또한 기존의 레일에서 하단 부분을 복합재로 적용한 하이브리드 레일은 기존 SAPH 440으로 제작된 레일의 구조강도와 비슷하게 설계할 경우, 약 27% 정도 경량화를 달성할 수 있는 것으로 나타났다.

동적 특성이 고려된 역해석를 이용한 적층 복합재료 내부의 탄소섬유 프리프레그의 물성 예측

황문영 ( Mun-young Hwang ) , 강래형 ( Lae-hyong Kang )
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이미 제작된 복합재료 제품을 분석하여 층별로 어떤 기계적 물성을 가지는지 알아낼 수 있다면, 기존 제품에 비해 더 좋은 성능을 내는 복합재료 개발을 수행할 수 있게 된다. 본 연구에서는 프리프레그를 적층하여 제작된 복합재료 구조물에 대해 역설계 기법을 적용하여 내부 프리프레그 층의 물성을 계산하고자 하였다. 단순히 인장시험으로 얻어지는 물리량을 이용한 경우와 인장시험 및 모드 해석을 통해 얻어지는 물리량을 이용한 경우를 비교한 결과 후자의 정확도가 더 높음을 알 수 있었다. 최종적으로 예측된 E1의 최대 오차는 0.09%였고 예측된 E2의 최대 오차는 7%였다.

적층 복합재료 사다리꼴 주름판의 좌굴해석

박경조 ( Kyung-jo Park ) , 김영완 ( Young-wann Kim )
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본 연구에서는 단순지지 경계조건을 갖는 적층 복합재료 사다리꼴 주름판에 대한 탄성 좌굴특성을 이론적 방법을 이용하여 분석하였다. 좌굴 해석에서는 한 방향 하중, 두 방향 하중 및 전단하중 등 3가지 유형의 내평면 하중조건이 고려되었다. 3차원 주름 구조물을 해석적으로 기계적 거동을 표현하는 것이 매우 어렵기 때문에 본 해석에서는 주름판의 전반적인 좌굴 거동을 분석하기 위해 등가균질모델을 적용하였다. 이를 위해 단위 주름을 직교이방성재료로 등가시켰으며, 이전 연구에서 유도한 주름판에 대한 등가 굽힘강성계수식을 본 해석에 적용하였다. 제안된 이론해석 결과의 타당성을 검증하기 위해 셸요소를 바탕으로 한 3차원 유한요소해석을 수행하였으며, 두 방법을 이용해 얻은 임계 좌굴하중 및 좌굴형상을 비교하였다. 주름판의 기하형상에 따른 영향을 분석하기 위해 다양한 수치 예가 제시되었다.

복합재 로터 블레이드의 구조 강성도에 대한 실험적/수치적 연구

전현규 ( Hyeon-kyu Jeon ) , 전민혁 ( Min-hyeok Jeon ) , 강민송 ( Min-song Kang ) , 김인걸 ( In-gul Kim ) , 박재상 ( Jae-sang Park ) , 석진영 ( Jin-young Seok )
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헬리콥터의 주 로터 블레이드는 헬리콥터의 양력과 추력을 발생시키는 구조물로, 헬리콥터의 성능을 좌우하는 중요한 구조 구성품이다. 헬리콥터의 기계적 특성값은 헬리콥터 성능해석 단계에 활용되는 중요한 매개변수이나 대부분의 로터 블레이드는 복합재 등과 같은 여러가지 재료의 조합으로 제작되므로 기계적 특성값을 추정하는 것은 쉽지 않다. 본 논문에서는 유한요소해석과 실험적 방법을 통하여 무인 헬기 복합재 로터 블레이드의 단면별 휘임 및 비틀림 강성도를 취득하였다. 유한요소해석을 통해 요소 강성 행렬과 하중-변위 관계식을 이용하여 단면별 강성도를 계산하였으며, 스트레인 게이지를 이용한 휘임 및 비틀림 시험에서 구한 변형률 값을 이용하여 단면별 강성도를 계산하였다. 유한요소해석으로 계산한 단면별 강성도와 시험 결과를 이용하여 계산한 단면별 강성도가 잘 일치함을 확인하였다.
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