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기술논문 : 연성하중해석을 이용한 구조 최적화 기법 연구
Technical Papers : Optimization Method of Structure by Using Coupled Load Analysis 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.30 no.1, 2002년, pp.132 - 138  

이영신 ,  김인걸 ,  황도순

초록
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오늘날 여러 가지 측면에서 전략적으로 고성능의 위성 본체를 개발하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 부분구조합성법의 하나인 구속모드법을 이용한 연성하중해석 기법 및 모달 과도해석법을 사용하여 위성체 구조부재에 대한 최적화를 수행하였다. 제안된 방법은 초기 설계시, 일반적으로 사용되고 있는 준정적 하중을 이용하지 않고, 동종의 발사체에 대해 유사한 위성과의 연성하중해석 자료를 이용함으로써, 각 구조부재에 대해 보다 정확한 결과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 예제를 통해 제안된 기법이 초기단계의 위성체 구조 부재의 효율적인 최적설계 및 중량 감소를 위해 적용될 수 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Of srategic importance nowdays is the development of high performance spacecraft bus. In this study, optimization for spacecraft structure is performed under the framework of coupled load analysis which is a branch of component mode synthesis with constrained mode and modal transient analysis. unlik...

주제어

#연성하중해석   #위성구조체   #발사체   #강성 요구조건   #준정적하중   #크레이크-뱀튼 모델   #최적화   #동적 환경  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 1의 절차에 따라 연성하중 해석을 이용한 최적화를 수행한다. 각각의 해석에서 강성 요구조건과 안전여유 요구조건을 만족하는 조건하에서 최적화를 수행하고 이에 따른 결과를 제시한다.
  • 수행하였다. 본 연구를 통하여 위성체 설계요구 조건을 만족하는 최적화 결과를 얻기 위한 자동화된 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 위성체 구조부재의 최적설계를 수행할 수 있는 정밀하고, 경제성 있는 접근 방법이다.
  • 이러한 더블 러의 사용은 플랫폼의 면재나 하니콤코어의 전체 두께를 증가시키지 않음으로써 전체 구조물에 대해 무게 감소의 효과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 더블러의 사용을 배제한 상태의 일반적인 구조에 대하여 논의한다.
  • 본 연구에서는 발사하중을 효율적으로 지지하기 위한 연성하중 해석기법 및 모달과도해석 (Modal Transient Analysis)을 적용하여 위성 구조부재의 최적화에 대하여 절차, 방법 및 결과에 대하여 제시한다.
  • 본 연구에서는 수정된 유용방향법을 사용한 위성체 구조부재의 최적화 결과에 대하여 제시한다.
  • 본 연구에서는 이러한 요구에 따라 위성 본체구조의 최적화를 수행하기 이전에 주요 구조부재인 플랫폼에 대해 최적화 알고리듬에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구를 통하여 위성체 설계요구 조건을 만족하는 최적화 결과를 얻기 위한 자동화된 시스템을 개발하였다.
  • 본 연구에서는 이러한 하중조건들 중에서 공진 연소 조건을 사용한 결과에 대하여 제시한다.
  • 본 연구에서는 하니콤 샌드위치 판으로 이루어진 플랫폼 구조부재에 대하여 연성하중 해석기법을 적용한 가속도반응 결과에 대하여 제시한다.
  • 본 절에서는 연성하중 해석에서 많이 사용되고 있는 구속모드합성법의 일종인 Craig-Bampton 해석방법[4, 5]에 대한 이론과 이 방법을 적용한 위성체와 발사체의 모델링과 해석변수에 대하여 논의한다.
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참고문헌 (9)

  1. 황도순, “인공위성의 CLA 모델 및 평가,” 항공우주학회지, 제26권, 제7호, 1998, pp108-115. 

  2. Garret N. Vanderplaats, "Numerical Optimization Techniques for Engineering Design", McGraw-Hill Book Company, 1984 

  3. Thomas P. Sarafin, "Spacecraft Structures and Mechanisms", Space Technology Library, 1995 

  4. Roy R. Craig Jr. and Mervyn C. C. Bampton, M.C., "Coupling of Substructures for Dynamic Analysis", AIAA Journal, Vol.6, No.8, 1968, pp 1313-1319. 

    상세보기 crossref

  5. Roy R. Craig Jr, "Structural Dynamics", John Wiley & Sons, 1981 

  6. 부분구조 합성법 편찬위원회, “부분구조 합성법,” 도서출판 과학기술, 1996. 

  7. William T. Thomson, "Theory of Vibration with Applications", Prentice Hall, 1993 

  8. Wiley J. Larson and James R. Wertz, "Space Mission Analysis and Design", Space Technology Library, 1992 

  9. "Taurus Launch System User's Guide", Orbital Science Corporation, 1999 

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