Material Qualification, Equivalency, and Acceptance Test for Aerospace Composite Materials

The civilian and military agencies require the use of statistic-based allowable to design aerospace vehicles with composite materials. In order to comply this regulation, it is necessary to establish relatively large amount of database, which increases test costs and time. Recently NASA/FAA developed the new method which can satisfy the regulation with smaller test matrix through AGATE(Advanced General Aviation Transport Experiments) program. Especially the concept of material equivalency is very useful when the material has been certified in previous program, and it allows the engineer to use the database with the addition of small test matrix. This paper summarizes the material equivalency and acceptance test methodology so that composite material database can be shared and improve the credibility of the material quality. As a demonstration, the material design allowable of the high temperature carbon/epoxy composite developed domestically was determined with this methodology.

복합재료의 인증, 동등성 및 수락시험

복합재료를 사용하여 우주항공 부품을 설계할 때 국내는 물론, 미국을 비롯한 우주항공선진국의 감항규정에서 민간과 군용 모두 통계적으로 산출된 값을 사용할 것을 요구하고 있다. 그러나 이 기준을 만족하기 위해서는 방대한 데이터베이스가 필요하여 시험 비용 및 시간이 큰 문제가 되어왔다. 최근 미국 NASA/FAA에서 시험 개수를 줄이면서 동시에 통계적 기준을 만족할 수 있는 새로운 설계허용값 산출방법을 AGATE 프로그램을 통해서 개발하였다. 특히 이미 인증된 재료를 다른 사업에 사용하기 위해서 사용할 수 있는 재료동등성 시험(Material Equivalency Test)은 국내의 사업에 직접 적용할 수 있는 중요한 개념이다. 본 논문에서는 국내에서 사용하고 있는 복합재료의 특성을 공유하여 비용을 절감하고 재료특성을 정확히 관리할 목적으로 재료 동등성 및 수락시험 절차를 설명하고, 예로서 국내에서 개발한 고온용 탄소복합재료의 설계허용값을 산출하였다.