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

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Blade Analysis Library Development of Dimension Reducible Modeling and Recovery Analysis for Composite Rotor Blades

복합재 로터 블레이드의 차원축소와 복원해석을 위한 블레이드 해석 라이브러리 개발

  • Received : 2015.05.14
  • Accepted : 2015.08.15
  • Published : 2015.10.01
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Abstract

In this paper, numerical results of sectional analysis and stress recovery were compared with the results of VABS through the blade analysis library. The results of recovery analysis for one-dimensional model including the stiffness matrix is compared with the calculated three-dimensional stress results of three-dimensionial FEM based on the principle of virtual work. We discuss the configuration of the blade analysis library and compare verifications of numerical analysis results of VABS. Blade analysis library through dimensional reduction and stress recovery is intended to be utilized in conjunction with pre- and post-processing of the analysis program of the composite blade, high-altitude uav's wing, wind blades and tilt rotor blade.

본 논문에서는 블레이드 해석 라이브러리를 통해 단면해석 및 응력복원 해석 결과를 VABS의 결과와 비교하였다. 강성 행렬로 연결된 1차원 보 모델을 가상일의 원리에 의해 계산된 에너지를 복원 이론에 기반한 차원 복원해석 과정을 통해 계산된 응력과 3차원 해석모델과 비교하였다. 블레이드 해석 라이브러리의 구성, 입력 및 출력 형태, 차원 축소와 복원을 통한 로터 블레이드의 구조해석 프로시져를 기술하고, 블레이드 해석 라이브러리의 검증은 고형모델, 박 벽 모델의 단면해석, 3차원 복합재료 유한요소 모델로 구성하여 VABS를 통하여 검증하였다. 차원 축소와 복원해석을 통하여 블레이드 해석 라이브러리는 복합재료 블레이드의 전후처리 프로그램와 연계되어 고고도 무인기, 로터 블레이드, 풍력 블레이드 및 틸트로터 블레이드의 모델링에 활용될 수 있을 것이다.

Keywords

References

  1. Chen, H., Yu, W., and Capellaro, M. "A critical assessment of computer tools for calculating composite wind turbine blade properties," Wind Energy Vol. 13, No. 6, 2009, pp. 497-516. https://doi.org/10.1002/we.372
  2. Hu,P."VABS-IDE: VABS-Enabled Integrated Design Environment(IDE) for Efficient High-Fidelity Composite Rotor Blade and Wing Design", 51st, AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference. American Institute of Aeronautics.
  3. Yu, W., and Blair, M. "GEBT: A general-purpose nonlinear analysis tool for composite beams," Composite Structures Vol. 94, No. 9, 2012, pp. 2677-2689 https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2012.04.007
  4. Yu, W., Hodges, D. H., and Ho, J. C. "Variational asymptotic beam sectional analysis - An updated version," International Journal of Engineering Science Vol. 59, No. 0, 2012, pp. 40-64. https://doi.org/10.1016/j.ijengsci.2012.03.006
  5. Park, I. Jung, S., Cho, J., Kim, D., "A Study on Calculation of Cross-Section Properties for Composite Rotor Blades Using Finite Element Method", Journal of the KSAS, Vol. 37, No. 5, 2009, pp. 442-449.
  6. Kim, K., Cho, J., Jung, S., Kim, T., "Development of Weighted Triangular Mesh Generation Algorithm using Domain-wise Hash Structure and Quad Tree Structure", Journal of the KSAS, 2008, pp. 110-113.
  7. Kim, K., Cho, J., Jung, S., Kim, T., "Development of Pre/Post-Processor for Cross- Section Modeling for Composite Rotor Blades", Journal of the KSAS, 2008, pp. 375-378.
  8. Do, H., Cho, J., Park, I., Jung, S., Kim, T. Kim, D., "Development of Program for Modeling of Cross Section of Composite Rotor Blade", Journal of the KSAS, Vol. 39, No. 3, 2011, pp. 261-268.
  9. Kang, Y., Cho, J., Dhadwal, M. K., Jung, S., Kim, T., "Development of Program for Modeling of Cross Section of Composite Rotor Blade Using Open CASCADE", Journal of the KSAS, 2011, pp. 1787-1791.
  10. Yu, W. "VABS Manual for Users." 2012.
  11. KJ, B. Finite Element Procedures., New Jersey: Prentice Hall, 1996.
  12. Kovvali, R. K., and Hodges, D. H. "Verication of the Variational Asymptotic Beam Section (VABS) Analysis for Initially Curved and Twisted Beams," 52nd AIAA/ASME/ ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference. AIAA, Denver, Colorado, 2011.