한국항공우주학회지 (Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences)

  • 제37권5호
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  • Pages.442-449
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  • 2009
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  • 1225-1348(pISSN)
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  • 2287-6871(eISSN)
한국항공우주학회 (The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences)
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유한요소법 기반의 복합재료 블레이드 단면 특성치 계산에 관한 연구

A Study on Calculation of Cross-Section Properties for Composite Rotor Blades Using Finite Element Method

  • 박일주 (건국대학교 항공우주정보시스템공학과 대학원) ;
  • 정성남 (건국대학교 항공우주정보시스템공학과) ;
  • 조진연 (인하대학교 항공우주공학과) ;
  • 김도형 (한국항공우주연구원 로터팀)
  • 발행 : 2009.05.01
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초록

유한요소법을 적용하여 고형, 박벽 및 혼합형 단면을 갖는 복합재료 블레이드의 2차원 단면 해석 프로그램을 개발하였다. 이종 적층 복합재료에 대한 물성치는 가중 계수법을 도입하여 결정하였다. 전단 중심치와 비틀림 강성 계수는 St. Venant 비틀림 이론 및 Trefftz 의 정의를 토대로 구하였다. 해석 과정에서 발생하는 단면 강성 행렬의 특이치 문제는 고유치 해석으로부터 강체 모드를 제거함으로써 해결하였다. 다양한 단면 형상에 대한 강성치, 중심치 및 관성치에 대한 수치계산을 수행하였다. 기존의 상용해석 소프트웨어 및 여타 문헌에 제시된 단면 해석 결과와 폭 넓은 비교, 검증 연구를 수행하였으며, 이를 토대로 본 해석 프로그램의 타당성을 보였다.

A two-dimensional cross-section analysis program based on the finite element method has been developed for composite blades with solid, thin-walled and compound cross-sections. The weighted-modulus method is introduced to determine the laminated composite material properties. The shear center and the torsion constant for any given section are calculated according to the Trefftz' definition and the St. Venant torsion theory, respectively. The singular value problem of cross-section stiffness properties faced during the section analysis has been solved by performing an eigenvalue analysis to remove the rigid body mode. Numerical results showing the accuracy of the program obtained for stiffness, offset and inertia properties are compared in this analysis. The current analysis results are validated with those obtained by commercial software and published data available in the literature and a good correlation has generally been achieved through a series of validation study.

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참고문헌

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피인용 문헌

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