• 한국항공우주학회지
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• 제46권6호
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• pp.471-478
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• 2018

본 연구에서는 복합재 날개 구조물에 손상허용설계를 적용하고 이를 입증하기 위한 정하중 시험을 수행하였다. 복합재 날개 구조의 정적강도를 입증하기 위하여 5 조건의 설계 제한하중 시험과 3 조건의 설계 극한하중 시험을 수행하였다. 그 다음으로 손상허용 설계를 입증하기 위하여 관련 규정에 따라서 복합재 주익 주요 취약부위에 BVID 10개, Open hole 11개를 생성 후, 설계 극한하중 시험과 파단시험을 실시하였다. 날개 주요 부위의 변위 및 변형률 시험 결과는 구조해석 결과와 비교적 잘 일치하였으며, 파단시험의 최초 파단부위도 최소안전여유를 갖는 부위에서 발생하여 구조해석 모델 및 강도평가 결과가 실제 구조의 정적 거동과 유사함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.514-526
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• 1992

본 연구에서는 Taguchi 방법에 사용된 직교배열 이용 실험 계획법에 의한 최 적화 방법으로 보강된 복합재 쉘 구조의 좌굴강도 최적화를 수행하고 타당성을 고찰하 였다.한 방향의 압축하중을 받는 단순 지지된 복합재 평판과 Cut-out을 가진 원통 형 판넬의 보강재 및 섬유방향 최적 설계에 본 방법을 적용시켜 본 결과, 현저한 설계 개선과 아울러 각 설계 변수가 좌굴강도에 미치는 영향을 파악할 수 있었다. 특히 이 방법은 함수의 미분값을 이용한 민감도 해석대신에 함수값의 평균치 분석(ANOM)및 분산 분석(ANOVA)을 사용하기 때문에 설계변수의 변화에 덜 민감한 설계를 얻을 수 있 다.

• Composites Research
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• 제24권2호
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• pp.38-45
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• 2011

본 논문에서는 유리섬유 강화 복합재 적층판으로 이루어진 단일층 Dallenbach layer의 전파흡수체의 최적화 기법을 제시하고 그 성능을 분석하였다. 복합재 적층판의 전기적 특성을 제어하기 위해서 탄소나노튜브(CNT)를 혼합한 프리프레그를 사용하였다. 최적화 설계 기법은 유전자 알고리즘을 사용하였으며, 이를 이용하여 다양한 주파수에서 흡수체를 설계하고, 복합재의 두께 및 CNT 함유율을 최적화하였다. CNT 함유율의 최적화를 위해서는 복합재의 복소 유전율의 수치적 모델이 사용되었다. 전파흡수체의 최적설계에서 주파수에 따라서 CNT 함유율은 비례하여 증가하고, 흡수체의 두께는 반비례하여 감소한다. 흡수체의 -10 dB 흡수대역폭은 흡수체가 설계된 중심주파수에 비례하여 증가한다. 설계된 흡수체의 검증을 위해서 10 GHz에서 중심주파수를 갖는 흡수제를 제조하고 그 성능을 평가하였다. 복합재 적층판의 복소 유전율과 전파흡수체의 반사손실은 벡터회로망분석기와 7 mm 동축관을 이용하여 측정하였다. 복합재의 두께와 복소 유전율에 있어서의 측정된 값과 예측치의 차이에 의해서 중심주파수의 이동, 중심주파수에서의 반사손실의 감쇄, 흡수대역폭의 감소가 발생하였다.

• Composites Research
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• 제15권6호
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• pp.24-29
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• 2002

전기체 복합재 무인항공기 개발을 위해 기체구조 제작과 관련만 설계시의 고려사항, 복합재 부품제작, 기체조립 업무를 요약하였다. 설계시에 제작요소를 고려하여, 일체성형, 일체접착 및 이차접착 등 복합재의 장점을 지대한 활용하기 위한 구조개념을 반영하였다. 설계된 부품을 성형하기 위만 복합재 부품 제작용 치공구를 설계 제작하였다. 비행체에 요구되는 외형 및 조립 치수 요구조건으로부터 조립치구를 설계하고 검사요구조건을 설정하여 제작에 적용하였다. 이와 같은 일련의 제작과정에 필요한 검사 항목 및 방법을 전용 규격화하여 양산품 품질보증활동에 활용할 수 있도록 기술자료화하였다.

• 한국항공운항학회:학술대회논문집
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• 한국항공운항학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.272-276
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• 2015

원재료 성분, 프리프레그 제작공정, 재료 취급, 부품 제작 기술, 적층순서, 환경조건, 그리고 시험방법 등 여러 요인으로 인해 복합재 물성치는 일반적으로 금속재에 비해 변동성이 높다. 따라서, 이러한 높은 변동성을 고려하기 위해서는 엄격한 통계분석기법을 적용하여 복합재의 기계적 물성에 대한 설계 허용치를 계산해야 한다. 1990년대 후반 미국에서는 FAA와 NASA를 중심으로 표준화된 절차에 따라 항공기 설계에 적용가능한 복합재 물성 데이터베이스를 구축하고 공유하기 위한 프로세스를 개발하기 시작하였고, 현재 NCAMP를 중심으로 복합재 데이터베이스 구축 작업이 진행되고 있다. NCAMP는 기본적으로 CMH-17에서 채택한 통계분석기법을 이용하여 허용치를 계산하고 있으며, 본 논문에서는 복합재 허용치 계산 기법 중 점추정 방법을 이용한 통계분석 기법과 그 적용에 대해 논하고자 한다.

• Composites Research
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• 제30권1호
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• pp.52-58
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• 2017

본 논문에서 제시한 복합재 날개 구조물의 최적설계 기법은 파손모드를 통합한 최적화 프레임 웍을 사용하여 복합재 날개 구조물의 안전율을 자동으로 계산한다. 개발된 최적화 프레임 웍은 복합재 구조물의 설계요소에 가장 큰 영향을 주는 파손모드 즉, 최초 파손모드, 좌굴 파손 모드 및 베어링-바이패스 파손을 확인하여 구축된 적층 데이터베이스 안에서 적층수를 찾아낸다. 이는 개발과정에서 수정 및 반복되는 설계 및 해석 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다. 설계변수는 계단형태로 이루어진 적층 데이터베이스이며 응답은 변형률, 좌굴, 볼트 주변부의 응력장이며 목적함수는 날개구조의 질량이다. 그리고 최적화 프레임 윅을 구동하는 Composite Optimizer의 해석결과를 검증하기 위하여 유한요소모델의 좌굴해석 결과와 비교하여 유효성을 검증하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권3호
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• pp.58-63
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• 2018

본 연구는 수직축 풍력 발전 시스템의 복합재 블레이드에 대한 설계 및 제작 연구이다. 본 연구에서 수직축 풍력 발전용 복합재 블레이드의 공력 및 구조 설계를 수행하였다. 1차적으로 복합재 블레이드의 공력 및 구조 설계 요구 조건이 분석되었다. 구조 설계 이후 유한 요소 해석 기법을 활용하여 풍력 블레이드 구조의 구조 해석이 수행되었다. 적용 하중 조건에서 응력 및 변위 해석이 수행되었다. 단계적 구조 해석을 통해 취약 부위의 개선 설계 방안을 제시하였다. 구조 해석을 통해 최종 설계된 블레이드 구조는 안전한 것으로 확인되었다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2005년도 수소연료전지공동심포지움 2005논문집
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• pp.201-206
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• 2005

본 연구는 기 개발 완료된 천연가스차량용 200bar급 Type 3 복합재 압력용기를 개발로 축척된 핵심요소기술과 실질적인 경험을 바탕으로 수소연료전지 차량에 탑재할 350bar급 Type 3 복합재 압력용기에 대한 설계/해석과 시험평가의 핵심적인 사항을 고찰하였다. 설계/해석에는 350bar급 Type 3 복합재 압력용기에 대한 3차원 비선형 유한요소 모델링 및 해석기법이 제시되었고, 설계된 라이너형상과 와인딩 패턴을 이용하여 필라멘트 와인딩 공법으로 1차시제품을 제작하였다. 제작된 시제품에 대하여 파열시험 및 반복피로시험을 수행하여 설계/해석 기법의 타당성을 검증하였다.

• Composites Research
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• 제21권1호
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• pp.30-39
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• 2008

본 논문에서는 기존의 유전자 알고리즘을 대신하여 병렬 마이크로 유전자 알고리즘을 사용한 복합재료 적층 구조물의 최적설계를 수행하였다. 마이크로 유전자 알고리즘은 한 세대 당 보통 5개의 개체로 해를 탐색한다 비록 세대를 구성하는 인구수는 적지만 공칭수렴 판단과 재초기화 과정을 통해 다양성을 제공하기 때문에 최적해 탐색이 가능하다. 2가지의 복합재 구조물의 최적화 문제를 가정하고 이를 마이크로 유전자 알고리즘을 사용하여 해를 구하였다. 효율성 판단을 위해서 기존의 유전자 알고리즘과 결과를 비교하였다. 두 문제 모두 마이크로 유전자 알고리즘이 비슷한 결과를 도출하면서도 약 70%의 계산량 감소를 보였다. 마이크로 유전자 알고리즘을 사용하여 일정 범위 내에서 변하는 하중을 받고 있는 복합재 적층 구조물의 최적설계를 수행하였다. 계산 결과 고정된 하중상태 하에서 얻은 최적해보다 하중 변화에 덜 민감한 설계변수를 얻을 수 있었다. 이상의 문제를 통해 다양한 설계변수를 갖는 복합재 적층 구조물의 최적설계의 한 방법으로서 마이크로 유전자 알고리즘이 효율적임을 확인하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제13권4호
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• pp.49-55
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• 2009

복합재 적층판의 자유단 근처에서 나타나는 층간 응력의 집중 현상을 층간면 효과를 고려해 해석하였다. 복합재 적층판 내부의 임의의 위치에서 3차원 평형방정식을 만족시키기 위해 렉니츠키 응력함수를 도입하였으며, 가상일의 원리를 이용하여 지배방정식을 유도하였다. 주어진 응력함수를 이용하여 구한 3차원 응력들은 복합재 적층판의 아래 위 면뿐만 아니라 자유단에서 하중자유조건을 잘 만족한다. 기하학적 불연속성 때문에 복합재 적층판의 자유단에서는 응력의 특이가 발생하지만, 층간면 효과를 고려하게 되면 층간응력의 집중현상을 정확하게 해석할 수 있다. 자유단에서 발생한 층간응력의 크기를 보면, 층간면 효과를 고려할 경우, 응력특이 효과가 많이 줄어드는 것을 관찰할 수 있다. 본 연구에서 주어진 층간면에서의 정확한 응력 해석은 복합재 적층판의 강도설계를 수행하는 초기 설계 툴로 사용할 수 있다.