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항공기 동적 부분품에 대한 신뢰성 평가
A Study on Reliability Assessment of Aircraft Structural Parts 원문보기

한국항공운항학회지 = Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics, v.18 no.4, 2010년, pp.38 - 43  

김은정 (한국항공대학교 대학원 항공우주 및 기계공학과) ,  원준호 (한국항공대학교 대학원 항공우주 및 기계공학과) ,  최주호 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부) ,  김태곤 (대한항공 항공우주 사업본부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A continuing challenge in the aviation industry is how to safely keep aircraft in service longer with limited maintenance budgets. Therefore, all the advanced countries in aircraft technologies put great efforts in prediction of failure rate in parts and system, but in the domestic aircraft industry...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • (4) 본 연구를 통해 부품에서의 고장률 예측 기법을 제시함에 따라 선진항공업체 대비 부족한 항공기 기계 부분품 신뢰성 예측 능력을 확보하였다.
  • 이를 위해 CDKP의 부품 중에서 가장 높은 비중을 차지하는 Hook Group을 대상으로 통계 기반 고장률 예측을 함으로써 보다 정확한 예측을 하자는 것이 본 연구의 요지임을 앞서 언급하였다. Hook Group 내에 있는 11개의 부품 중 시스템 고장률 요구조건을 만족시키기 위해, 안전여유(Reserve Factor)가 큰 부품을 대상으로 기본 고장률을 낮추고자 하였다. 안전여유는 다음 식(10)과 같다.
  • 본 논문에서는 항공기 화물용 도어의 동적 부분품 (Cargo Door Kinematic Parts, CDKP)에 대한 신뢰성 평가를 위해 시스템 고장률(Failure rate)을 예측하고, 선진항공업계에서 요구하는 시스템 고장률을 만족하는지 검증하였다. 이를 위해 유한요소해석을 이용한 고장률 예측방법을 Hook에 적용하여 설명하고, CDKP에서 가장 큰 비중을 차지하는 Hook Group에 대해 통계 기반 고장률 예측을 수행하여 실질적 값을 구하고 이를 CDKP 시스템에 반영하였다.
  • 본 연구는 항공기 화물용 도어의 동적 부분품에 대한 신뢰성 평가를 위해 CDKP에 대한 시스템 고장률을 예측하고 선진항공업계에서 요구하는 시스템 고장률을 만족하는지 검증한 결과 다음과 같다.
  • 본 연구에서는 CDKP에서 가장 큰 비중을 차지하는 Hook Group에 대해 통계 기반 고장률 예측을 수행하여 실질적 값을 구하고 이를 CDKP 전체에 반영함으로써 그 결과가 시스템 고장률 허용 고장률 값 이하를 정말로 만족하는 지 분석하였다. Hook Group 중에서 가장 복잡한 부품인 Hook을 대상으로 통계기반 고장률 예측 과정을 상세히 소개하였고 나머지 부품들에 대해 같은 기법을 적용하여 결과를 구하였다.
  • 항공기 화물용 도어의 동적 부분품(Cargo Door Kinematic Parts, CDKP)은 도어에서 개폐를 담당하는 파트로서 이에 대해 고장률을 예측하고자 한다. 현재 CDKP에 대해서는 요구되는 허용 고장률이 주어져 있다.

가설 설정

  • 다음으로 Bell-crank에 대한 고장률 예측을 하였다. 이는 앞서 수행한 고장률 예측방법과 같으며 Bell-crank의 Lug 부분에 작용하는 응력(Stress)이 인장항복응력(Tensile yield strength)보다 클 때 고장이 발생한다고 가정한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본 연구가 사용한 시스템의 고장률을 예측하기 위한 방법 중 확률, 통계적 이론에 기초하여 부품에 발생하는 통계적 접근 방법의 장점은 무엇인가 시스템의 고장률을 예측하기 위한 대표적인 방법에는 핸드북 데이터 적용 방법[2,3], 시험을 통한 추정[4], 부품 고장 데이터 분석, 통계적 접근 방법이 있는데 본 논문에서는 확률, 통계적 이론에 기초하여 부품에 발생하는 통계적 접근 방법을 사용하였다. 이 방법은 통계적 이론에 기초하여 부품에 존재하는 여러 불확실성을 합리적으로 추정하여 실제 신뢰성 평가에 의미 있게 사용된다는 장점이 있다.
신뢰성이란 무엇인가 신뢰성(Reliability)이란 시스템 및 부품 등이 규정된 사용조건에서 특정한 기간 동안 의도된 기능을 수행하는 성질 또는 능력이다. 신뢰도(Reliability, R(t))는 신뢰성의 수치척도로서 부품이 규정된 사용조건에서 사용자가 기대하는 시간(t)동안 고장 나지 않고 작동하는 확률을 0에서 1 사이의 정량적인 값으로 표현하며, 불신뢰도(Unreliability, F(t))는 신뢰도와 반대되는 개념으로 t시간 이전에 고장 날 확률을 나타내는 함수로 신뢰도와 불신뢰도의 합은 항상 1이다.
시스템의 고장률을 예측하기 위한 방법은 무엇이 있는가 시스템의 고장률을 예측하기 위한 대표적인 방법에는 핸드북 데이터 적용 방법[2,3], 시험을 통한 추정[4], 부품 고장 데이터 분석, 통계적 접근 방법이 있는데 본 논문에서는 확률, 통계적 이론에 기초하여 부품에 발생하는 통계적 접근 방법을 사용하였다. 이 방법은 통계적 이론에 기초하여 부품에 존재하는 여러 불확실성을 합리적으로 추정하여 실제 신뢰성 평가에 의미 있게 사용된다는 장점이 있다.
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참고문헌 (8)

  1. SAE ARP 4761, Guidelines and Methods for Conducting the Safety Assessment Process on Civil Airborne System and Equipment, 1996. 

  2. Naval Surface Warfare Center, NSWC-98/LE1, Handbook of reliability prediction procedures for mechanical equipment, Washington, USA, 1998. 

  3. Reliability Information Analysis Center, NPRD-95, Nonelectronic parts reliability data , Utica, USA, 1995. 

  4. Serhan Ozsoy, Mehmet Celik, F. Suat Kadıo?lu, "An Accelerated Life Test Approach for Aerospace Structural Components", Engineering Failure Analysis Journal, Vol. 15, Oct. 2008, pp.946-957. 

  5. SD Durham, WJ Padgett, "Estimation for a Probabilitic Stress-Strength Model", IEEE Transaction Reliability, Vol. 39(2), June 1990, pp.199-203. 

  6. MIL-Handbook 17, Department of Defence, Washington, USA, 1996. 

  7. C. G. Bucher, U. Bourgund, "A fast and efficient response surface approach for structural reliability problems", Structural Safety, Vol. 7(1), 1990, pp. 57-66. 

  8. Yu Chee Tong, Literature Review on Aircraft Structural Risk and Reliability Analysis, Defence Science & Technology Organization Aeronautical and Maritime Research and Laboratory Technical Report, 2001. 

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