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제안 방법
- 사이클 수준에서 피로파괴가 발생해야 하므로 시험을 완료하기까지 상당한 시험 기간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 블레이드 시편의 양쪽 끝단을 회전이 자유롭도록 단순지지(simply support)하며 이중 한곳을 가진함으로써 블레이드 시편의 공진이 발생하는 동시에 시험하중을 부가[3]할 수 있도록 하였다. 플랩방향으로 회전이 자유롭도록 하여 공진에 의해 블레이드 중앙부위에서의 변형이 최대가 되도록 하였으며, 블레이드 변형이 일정한 형상을 유지하도록 래그방향은 고정하였다 블레이드 시편에 적용되는 시험하중과 공진 유발을 위한 가진 방법 및 실제 공진현상에 의해 블레이드가 변형된 형상을 그림 2와 그림 3에 나타내었다.
- 5~5Hz까지 증가시킬 수 있었다. 또한 원심력을 부가하기 위한 유압작동기와 서보밸브 블록 사이에 축압기를 연결하여 유압댐퍼(hydraulic damper) 기능을 수행하도록 하였으며, 이를 통해 블레이드 공진에 의한 원심력의 동적 변화를 저감시킬 수 있었다.
- 로터 블레이드는 회전으로 인한 원심력과 블레이드 주위의 공기력 변화에 의한 플랩모멘트와 래그모멘트가 동시에 작용하므로 피로시험을 수행할 경우에도 이와 같은 상황을 적합하게 모사할 수 있어야 한다. 특히 플랩모멘트와 래그모멘트의 비율을 조절할 수 있도록 수직하중만을 부가하되 블레이드의 장착각(setting angle)을 조절함으로써 플랩모멘트와 래그모멘트가 목표로 하는 비율로 연성되어 부가되도록 하였다.
- 따라서 본 연구에서는 블레이드 시편의 양쪽 끝단을 회전이 자유롭도록 단순지지(simply support)하며 이중 한곳을 가진함으로써 블레이드 시편의 공진이 발생하는 동시에 시험하중을 부가[3]할 수 있도록 하였다. 플랩방향으로 회전이 자유롭도록 하여 공진에 의해 블레이드 중앙부위에서의 변형이 최대가 되도록 하였으며, 블레이드 변형이 일정한 형상을 유지하도록 래그방향은 고정하였다 블레이드 시편에 적용되는 시험하중과 공진 유발을 위한 가진 방법 및 실제 공진현상에 의해 블레이드가 변형된 형상을 그림 2와 그림 3에 나타내었다.
이론/모형
- S-N 형식의 피로평가 방법을 적용하여 실물 복합재 헬리 콥터 블레이드의 피로시험을 수행하였다. 일반적으로 구성품 수준의 경우 시험하중 부가속도가 0.
- 또한 일정진폭의 시험하중을 부가하여 블레이드 시편의 파괴를 유발함으로써 피로수명곡선(S-N curve)을 획득하여 수명을 평가하는 S-N형식 시험법 (S-N type test)이 있다. 회전익 항공기는 고정익 항공기에 비해 해석적인 방법을 통해 예측된 하중의 불확실성이 상대적으로 높기 때문에 S-N 형식의 피로시험법을 주로 적용하고 있으며, 본 연구에도서 S-N 형식의 피로 평가법을 적용하였다. S-N 형식 피로시험법은 로터 블레이드와 같이 고주기 피로(high cycle fatigue) 특성을 갖는 구조물의 피로평가에 일반적으로 쓰이는 방법이기도 하다.
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