초록 ▼

본 연구는 복합재 날개구조의 설계 개발을 위한 설계기준과 설계 인자들을 제시하고 항공기 날개구조의 기본요소인 복합적층 원통판넬의 좌굴 및 진동 특성을 규명하는데 그 목적이 있다. 복합재 날개구조의 설계 개발과 관련하에서는 복합재료의 항공구조물에의 적용 현황 및 설계 고려사항 등을 검토하고 첨단복합재료의 항공기 구조에의 적용을 위한 응용 단계 및 복합재 날개구조의 설계와 해석방법을 제시하였다. 날개구조의 기본 요소인 복합적층 원통판넬의 좌굴 특성을 규명을 위해서는 임의의 형상을 갖는 쉘구조물의 좌굴해석을 위한 비선형 유한요소 프로그램

본 연구는 복합재 날개구조의 설계 개발을 위한 설계기준과 설계 인자들을 제시하고 항공기 날개구조의 기본요소인 복합적층 원통판넬의 좌굴 및 진동 특성을 규명하는데 그 목적이 있다. 복합재 날개구조의 설계 개발과 관련하에서는 복합재료의 항공구조물에의 적용 현황 및 설계 고려사항 등을 검토하고 첨단복합재료의 항공기 구조에의 적용을 위한 응용 단계 및 복합재 날개구조의 설계와 해석방법을 제시하였다. 날개구조의 기본 요소인 복합적층 원통판넬의 좌굴 특성을 규명을 위해서는 임의의 형상을 갖는 쉘구조물의 좌굴해석을 위한 비선형 유한요소 프로그램을 개발하고 복합적층 원통판넬을 제작하여 좌굴시험을 수행하였다. 좌굴모우드는 모아레 방법으로 측정하였다. 항공기 날개구조의 또하나의 기본요소인 복합적층판의 진동 및 동적특성을 연구하기 위해 횡전단 판이론을 적용하여 동적유한요소 프로그램을 개발하고 적층각 및 종횡비를 변화시키면서 진동 특성을 연구하였다.

목차 Contents

• 제 1 장 복합재 날개구조의 설계개발 단계...19
• 제 1 절 연구배경...19
• 제 2 절 연구내용...21
• 제 3 절 항공용 복합재료 적용현황...22
• 제 2 장 복합적층 평판 및 원통판넬의 좌굴...26
• 제 1 절 서 론...26
• 1. 연구배경...26
• 2. 문헌조사...29
• 3. 연구의 목적 및 범위...32
• 제 2 절 비선형 유한요소 프로그램 개발...33
• 1. 응력 및 변형률 텐서...33
• 2. 가상일의 정리...36
• 3. 응축 쉘 요소...38
• 4. 유한요소 방정식...42
• 5. 수치적분...46
• 6. 복합적층 판넬의 구성방정식...48
• 7. 유한요소 프로그램...52
• 제 3 절 기존 수치결과와의 비교...55
• 1. 횡집중하중을 받는 원통판넬...55
• 2. 외압을 받는 원통판넬...57
• 3. 내압을 받는 원통판넬...60
• 4. 축하중을 받는 등방성 원통...60
• 제 4 절 실험...64
• 1. 시편제작...64
• 2. 실험장치...64
• 3. 실험방법...70
• 제 5 절 결과 및 검토...74
• 1. 문제설명...74
• 2. 요소분할...76
• 3. 섬유각이 좌굴응력에 미치는 영향...78
• 4. 판넬폭 대 길이의 비가 좌굴응력에 미치는 영향...82
• 5. 곡률반경이 좌굴응력에 미치는 영향...84
• 6. 좌굴모우드...86
• 제 6 절 결론...96
• 제 3 장 복합적층판의 진동 및 동적 특성...97
• 제 1 절 서설...97
• 제 2 절 이론...100
• 1. 단층의 구성방정식...100
• 2. 적층판의 구성방정식...102
• 3. 유한요소식...105
• 제 3 절 계산결과 및 검토...108
• 1. 프로그램의 검증...108
• 2. 적층판의 진동특성...109
• 제 4 절 동적실험장치의 구성...121
• 제 5 절 결 론...124
• 참고문헌...125
• 부록...130