• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권8호
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• pp.734-740
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• 2004

In this work, the effect of composite couplings and mass distributions on hub loads of a hingeless rotor in forward flight is investigated. The hingeless composite rotor is idealized as a laminated thin-walled box-beam. The nonclassical effects such as transverse shear and torsion warping are considered In the structural formulation. The nonlinear differential equations of motion are obtained by applying Hamilton’s principle. The blade responses and hub loads are calculated using a finite element formulation both in space and time. The aerodynamic forces acting on the blade are calculated using the quasi-steady strip theory. The theory includes the effects of reversed flow and compressibility. The magnitude of elastic couplings obtained by MSC/NASTRAN is compared with the classical pitch-flap($\delta$$_3$) coupling. It Is observed that the elastic couplings and mass distributions of the blade have a substantial effect on the behavior of $N_{b}$ /rev hub loads. About 40％ hub loads is reduced by tailoring or redistributing the structural properties of the blade.e.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.310-315
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• 2003

This paper described that rotating test and fatigue test of a small-scale hingeless hub system with composite rectangular blades. Generally Rotating stability and fatigue test technique is one of Key-technology on test and evaluation for helicopter rotor system Rotating test of hingeless rotor system was achieved by means of rotor vibration characteristic and aeroelastic stability test GSRTS, equipped with hydraulic actuator and 6-component rotating balance was used to test hingeless rotor system especially for an observation of blade motion including flawing, lagging and feathering. Rotating test was done in hover and forward flight condition. Small-scaled blade fatigue test condition was determined by blade load analysis with the reference table of composite materials(S-N curve). Fatigue test bench was developed for the estimation of blade fatigue life, and tested its characteristic.

• 한국생산제조학회지
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• 제7권4호
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• pp.89-95
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• 1998

This paper focuses on the effect of structural coupling in the behavior of composite rotor blade. We have searched for bending, extension and shear coupling term with the ply angle of rotor blade and the dynamic behavior of rotor blade for each coupling term. It was found that natural frequency increases as the rotating speed of rotor blade increases. In the couplings with feathering, bending coupling is main parameter, because bending coupling term is larger than shear . Also, the couplings with feathering is less effective in 0$^{\circ}$, 90$^{\circ}$, of ply angle and more variable at blade tip.

• 한국항공운항학회지
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• 제21권2호
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• pp.7-14
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• 2013

In this paper, the optimal design of composite rotor blade cross-section is performed using a genetic algorithm. Skin thickness, torsion box thickness and skin lay-up angle are adopted as discrete design variables. The position and width of a torsion box are considered as continuous variables. An object function of optimal design is to minimize the mass of a rotor blade, and constraints are failure index, center mass, natural frequency and blade minimum mass per unit length. Finally, design variables such as the thickness and lay-up angles of a skin, and the thickness, position and width of a torsion box are determined by using an in-house program developed for the optimal design of rotor blade cross-section.

• 한국항공운항학회지
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• 제14권4호
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• pp.11-16
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• 2006

The wind turbine rotor blade is faced with various aeroelastic problem as rotor blades become bigger and lighter by the use the composite material. The aeroelastic analysis of a wind turbine rotor blade requires its aerodynamic model and structural model. For effective aeroelastic analysis, it is required the simple and effective structural model of the blade. In the present study, we introduce the effective equivalent structural modeling of the blade for aeroelastic analysis. The equivalent beam model of the composite blade based on its 3D finite element model is established. The free vibration analysis shows that the equivalent beam model of the blade is equivalent to its 3D finite element model.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제8권1호
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• pp.12-17
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• 2014

In this paper, optimal design of composite rotor blade cross-section to consider manufacturability was performed. Skin thickness, torsion box thickness and skin lay-up angle were adopted as discrete design variables and The position and width of a torsion box were considered as continuous variables. An object function of optimal design is to minimize the mass of a rotor blade, and various constraints such as failure index, center mass, shear center, natural frequency and blade minimum mass per unit length were adopted. Finally, design variables such as the thickness and lay-up angles of a skin, and the thickness, position and width of a torsion box were determined by using an in-house program developed for the optimal design of rotor blade cross-section.

• Composites Research
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• 제32권4호
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• pp.191-198
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• 2019

헬리콥터의 주 로터 블레이드는 헬리콥터의 양력과 추력을 발생시키는 구조물로, 헬리콥터의 성능을 좌우하는 중요한 구조 구성품이다. 헬리콥터의 기계적 특성값은 헬리콥터 성능해석 단계에 활용되는 중요한 매개변수이나 대부분의 로터 블레이드는 복합재 등과 같은 여러가지 재료의 조합으로 제작되므로 기계적 특성값을 추정하는 것은 쉽지 않다. 본 논문에서는 유한요소해석과 실험적 방법을 통하여 무인 헬기 복합재 로터 블레이드의 단면별 휘임 및 비틀림 강성도를 취득하였다. 유한요소해석을 통해 요소 강성 행렬과 하중-변위 관계식을 이용하여 단면별 강성도를 계산하였으며, 스트레인 게이지를 이용한 휘임 및 비틀림 시험에서 구한 변형률 값을 이용하여 단면별 강성도를 계산하였다. 유한요소해석으로 계산한 단면별 강성도와 시험 결과를 이용하여 계산한 단면별 강성도가 잘 일치함을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제19권6호
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• pp.8-15
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• 2006

본 연구에서는 대형 LCD 패널 제조용 복합재 롤러에 대한 3차원 회전체 동역학 해석을 수행하였다. 전산해석은 로터시스템의 회전에 의한 자이로스코픽 영향을 고려한 일반적인 유한요소법에 근거하고 있다. 본 연구에서는 유럽의 범용 상용 유한요소해석 프로그램인 SAMCEF를 활용하였으며 이는 전문적인 로터해석 모듈을 포함하고 있다. 전산해석 기법의 검증을 위해 베어링 지지된 2중 회전축 로터 모델에 대한 해석 및 비교결과를 제시하였다. 설계된 복합재 롤러 모델에 대한 상세 유한요소 모델을 구축하였으며, 중력 효과를 고려한 전산해석을 통하여 실제 운용환경에서의 진동특성을 고찰하였다. 이의 결과로 다른 회전조건에 대한 로터 안정성 선도 및 불평형 응답에 대한 결과들을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권7호
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• pp.539-547
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• 2021

회전익 항공기의 로터 블레이드는 공기역학, 구조적 유연성, 제어 가능성 등의 상호작용 효과를 고려한 설계가 필요하다. 역설계는 형상정보 및 실험결과를 통해 공통된 특성을 갖는 구성품을 설계할 때 유용하게 사용될 수 있다. 본 논문에서는 BO-105 헬리콥터의 복합재 로터 블레이드를 선정하여 공통된 특성을 갖도록 역설계하고자 하였다. 이를 위해 로터 블레이드를 여러 구간으로 나누어 복합재료가 단면에 따라 연속적으로 적층될 수 있도록 역설계를 수행하였다. 각 구간에 대해서는 variational asymptotic beam sectional analysis (VABS) 단면해석 프로그램을 사용하여 설계안의 플랩 방향, 래그 방향 및 비틀림 강성값이 실험 결과와 일정 수준 이하의 차이를 갖도록 하였다. 최종으로 CAMRAD II를 통해 특정 비행 조건에서 로터 블레이드에 작용하는 하중을 예측한 후 설계된 블레이드가 구조적으로 유효한지 확인하였다.

• 항공우주기술
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• 제3권2호
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• pp.217-228
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• 2004

본 논문은 복합재 패들형 블레이드를 장착한 축소 힌지없는 로터 시스템의 정지 및 전진 비행조건에 대한 회전시험 기술과 결과에 대한 것이다. 축소 로터 시스템은 실물크기 로터 시스템의 구조 자료를 이용하여 프루드 축소화하였고, 허브 flexure는 동일한 로터의 동력학적 특성을 기준으로 금속재와 복합재 2가지를 제작하였다. 2종류의 힌지없는 허브시스템을 KARI의 GSRTS에 장착후 회전 시험을 실시하여 로터 시스템의 리드래그 감쇠비와 공력 하중을 측정하였다. 리드래그 모드의 감쇠비를 산출하기 위해 MBA(Moving Block Analysis)기법을 사용하였고, 허브와 주축 사이에 6분력 발란스를 장착하고, 블레이드에 스트레인게이지를 부착하여 공력하중을 측정하였다. 시험은 제자리 및 전진비행 조건에 따라 지상 및 풍동에서 각각 수행하였다.