• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권3호
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• pp.360-369
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• 2015

A methodology for determining the design allowables of composite laminates by using lamina level test data and finite element analysis (FEA) is proposed and verified in this paper. An existing method that yields the laminate design allowables by using the complete test results for laminates was improved to reduce the expensive and time-consuming tests. Input property samples for FEA were generated after considering the statistical distribution characteristics of lamina level test data., and design allowables were derived from several FEA analyses of laminates. To apply and verify the proposed method, Hexcel 8552 IM7 test data were used. For both un-notched and open-hole laminate configurations, it was found that the design allowables obtained from the analysis correctly predicted the laminate test data within the confidence interval. The potential of the present simulation to substitute the laminate tests was demonstrated well.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제10권3호
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• pp.63-69
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• 2016

The properties of composite materials, when compared to those of metallic materials, are highly variable due to many factors including the batch-to-batch variability of raw materials, the prepreg manufacturing process, material handling, part-fabrication techniques, ply-stacking sequences, environmental conditions, and test procedures. It is therefore necessary to apply reliable statistical-analysis techniques to obtain the design allowables of composite materials. A new composite-material qualification process has been developed by the Advanced General Aviation Transport Experiments (AGATE) consortium to yield the lamina-design allowables of composite materials according to standardized coupon-level tests and statistical techniques; moreover, the generated allowables database can be shared among multiple users without a repeating of the full qualification procedure by each user. In 2005, NASA established the National Center for Advanced Materials Performance (NCAMP) with the purpose of refining and enhancing the AGATE process to a self-sustaining level to serve the entire aerospace industry. In this paper, the statistical techniques and procedures for the generation of the allowables of aerospace composite materials will be discussed with a focus on the pooling-across-environments method.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제8권4호
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• pp.39-43
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• 2014

This paper examines the statistical process that should be performed with caution in the composite material qualification and equivalency process, and describes statistically significant considerations on outlier finding and handling process, data pooling through normalization process, review for data distributions and design allowables determination process for structural analysis. Based on these considerations, the need for guidance on statistical process for aircraft manufacturers who use the composite material properties database are proposed.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권6호
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• pp.377-384
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• 2022

복합재 항공기 구조물의 설계 시 인증을 고려한 재료 허용치와 설계치의 설정이 매우 중요하다. 그리고 복합재 구조물의 재료 허용치와 설계치의 설정은 정적강도, 손상허용 요구 조건 및 환경효과가 고려되어야 한다. 빌딩블록 접근법은 오랫동안 민간 및 군수 항공 산업에 적용되어 왔으며 중요한 인증 방법론을 제공하였다. 현재의 인증 방법은 시편, 요소, 부구성품 및 전기체 시험을 포함하는 광범위한 실험을 기반으로 한다. 본 논문에서는 복합재 허용치 실험 사례가 제시되며 빌딩 블록 접근 방식의 중요한 배경 및 적용방법이 제시된다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제1권2호
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• pp.13-20
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• 2007

Structural qualification plan (SQP) for aerospace vehicle is based on material certification methodology, which must be approved by certification authority. It is internationally required to use of statistically based material allowables to design aerospace vehicles with aerospace materials. In order to comply with this regulation, it is necessary to establish relatively large amount of database, which increases test costs and time. Recently NASA/FAA develop the new methodology which results in cost, time, and risk reduction, and satisfies the regulation at the same time. This paper summarizes the certification methodology of materials system as a part of structural qualification plan (SQP) of aerospace vehicles and also thermal management of the vehicle system, like thermal protection materials system and thermally conductive material system. Materials design allowable was determined using this method for a carbon/epoxy composite material.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제5권1호
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• pp.17-23
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• 2011

Since the time, cost and lack of regulatory information and guidance, one of the largest regulatory obstacles for an airframe manufacturer of polymer based advanced composite materials in certified aircraft applications, is to generate design allowables that will satisfy Airworthiness Regulations. In the past two decades, the design allowables used in military aircraft had been generated and applied in Korea, however the qualification of composite materials used in certifying airframe structure was not accomplished for design and demonstration of compliance to applicable airworthiness regulation. It is the intend of this paper that provide the basis of composite material qualification for small aircraft certification to the airworthiness regulation.

• 전산구조공학
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• 제9권1호
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• pp.47-54
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• 1996

원자로 내부구조물을 구성하고 있는 중요한 구조물 중의 하나인 제어봉집합체 보호구조물에 대한 랜덤진동의 응답을 구하였다. 제어봉집합체 보호구조물은 본래의 설계로부터 많은 설계변동이 있었고 이에 대하여 많은 우려가 제기되었던 바 본 논문에서는 정상상태에서의 랜덤하중에 대한 동적해석을 수행하여 그 응답을 구하였고 이들을 실험치와 비교, 검토하였으며 제어봉집합체 보호구조물이 구조적으로 안전함을 보였다.

• 전산구조공학
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• 제8권3호
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• pp.113-122
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• 1995

이 논문의 목적은 현행법규(Uniform Buidling Code, NEHRP 설계규준 등)에 따라 설계된 구조들의 성능 및 안정성을 평가하는데 있다. 구조물의 내진성능은 신뢰성으로 표현할 수 있다. 구조물의 그의 수명동안 내진에 대한 신뢰성 해석을 하기 위해서는 주어진 구조물들의 많은 양의 동적반응 해석을 요구하는 것이 일반적이다 따라서 구조물의 신뢰성 해석을 위하여 구조물이 위치한 지역에 많은 양의 지진기록들이 요구된다. 이 논문에서는 인위적인 지진들(artificial earthquakes)을 부정착 임계 파정법(nonstationary randon process)을 이용해 만들었고 구조물은 Uniform Building Code와 AISC 허용응력 설계지침서(AISC allowables stress design manual)에 따라서 설계하였다. 이 논문에서는 주어진 지진하중에 대한 구조물의 반응은 구조물의 비선형 반응해석과 반응변위수정계수들을 이용한 간략화된 동위 구조물 해석(ENS)으로 얻었다. 이 논문에서는 구조물의 내진성능을 평가하였다. 또한 동위구조물(Equivalent Nonlinear System (ENS))을 이용한 해석과 구조물의 비선형 반응해석의 결과들을 비교하여 동위구조물을 이용한 방법의 정확성도 령가하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권7호
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• pp.549-555
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• 2021

원공이 있는 복합재 적층판의 강도는 복합재 항공기기 설계 시 충격하중이 가해지는 부위의 설계 허용치로 사용된다. 일반적으로 BVID (Barely Visible Impact Damage)에 의한 강도저하는 24.0 mm 폭의 시편에 6.0 mm 지름의 원공이 있는 시편의 강도로 가정한다. 본 연구에서는 원공이 있는 복합재 적층판의 강도에 적층각이 미치는 영향을 조사하기 위해 잔류강도 시험을 수행하였다. 원공이 있는 적층판의 강도를 예측하기 위해 특성길이를 이용한 점응력 파손기준을 사용하였고, 이론해를 검증하기 위하여 유한요소해석을 수행하였다. 실험결과로부터 특성길이는 0°, ±45°와 90°층의 비율과 관련이 있음을 보였다. 또한 회귀분석을 통하여 임의의 적층 패턴에 대한 특성길이와 원공이 없는 시편의 강도를 결정하였다.

• Composites Research
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• 제27권4호
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• pp.158-167
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• 2014

본 연구의 궁극적 목표는 현장의 구조설계자들이 복합재 평판의 전단좌굴 설계허용치를 설정할 때 사용할 수 있는 환산계수(이론값과 실험값의 차이를 보정하는 계수)를 제공하는 것이다. 이를 위해서는 광범위한 시험과 해석이 필요하며, 본 연구에서는 일단계로, 복합재 평판의 전단좌굴시험을 위해 단축인장하중을 받는 프레임 형태의 치구를 설계하고, 시험과 해석을 수행하여 그 타당성을 검토하였다. 치구의 최종 형상은 시편의 크기, 치구의 치수, 체결볼트의 수 등의 변수들이 전단좌굴하중에 미치는 영향에 대한 인자연구를 통해 결정하였다. 시험 및 해석 결과, 설계된 프레임이 의도한대로 전단좌굴을 효과적으로 유도하는 것을 확인하였다. 그러나 시험에서는 시편이 치구에 고정되어야 하므로 시편의 크기가 달라지게 되어, 시험값과 해석값의 차이가 존재하였다. 특히 원공이 커질수록, 또한 단순지지 경계조건일 경우에는 그 차이가 더 크게 나타났다. 본 연구의 결과 고정지지 전단좌굴의 경우 설계된 프레임 형태 치구를 그대로 사용할 수 있을 것으로 보이지만, 단순지지 경계일 경우 경계조건 설정방법의 수정이 필요할 것으로 판단된다.