• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.28-28
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• 1999

본 연구는 이전 연구에서 500KW급 중형 수평축 발전기를 설계하였던 경험을 토대로 750KW급 대형 수평축 풍력발전용 복합재 회전날개를 개발하기 위해 수행되었다. 회전날개의 대형화에 따른 구조강도 확보 및 경량화 문제를 해결하기 위해 날개의 단면구조를 변경하였고, 주 하중을 받는 스파부분을 보강하였으며, 취급이 어렵고 가격이 비싼 노맥스 허니컴 대신에 폼을 사용한 샌드위치 구조를 적용하였다. 또한 경량화를 위해 금속재 플렌지형 허브부분 접합방식을 삽입볼트 접합방식으로 구조 설계를 변경하였다. 이러한 복합재 회전날개의 구조적 안정성을 확인하기 위해 상용 유한요소 해석 코드인 NISA II를 사용하였으며, 선형정적해석, 고유진동수해석, 국부 좌굴해석 등을 수행하여, 무게의 증가는 최대한 억제하면서 대형화에 따른 구조강도의 확보가 이루어졌음을 확인하였고, 피로수명해석을 통하여 20년 이상의 요구 수명을 만족함을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.340-346
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• 2018

본 연구에서는 20mm 범용탄약적재장비의 운행 시 탄약의 운동에 관여하는 이중리드나선의 설계를 위해 이중리드나선에 발생하는 응력과 변형에 대하여 ABAQUS 프로그램을 이용해서 해석한다. 해석을 위해 복합재를 적용한 나선형 물체의 회전 시 발생하는 응력 해석의 타당성을 확인한다. 이중리드나선의 재료를 일반 금속과 복합재로 적용하여 해석하고 모델을 복합재료로 대체 하였을 때 이점을 제시한다. 또한 복합재료의 적층각과 적층순서, 회전속도의 변경 시에 발생하는 응력과 변형을 예측하고, Tsai-Wu failure 이론에 해석결과를 적용하여 파손을 확인하며. 탄약적재시 스텝의 개발을 위한 복합재 이중나선구조의 설계결과를 제시한다.

• Composites Research
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• 제36권3호
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• pp.230-240
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• 2023

전개형 반사판 안테나는 단위 구조물 형태의 반사판이 접힌 상태로 수납되어 발사체에 탑재된 후, 운용궤도에 도달 및 전개되어 임무를 수행하는 위성체이다. 전개형 반사판 안테나는 수납 부피를 줄일 수 있어 발사체의 제한적 수납공간에 대형 우주 구조물을 탑재시킬 수 있으며, 경량소재를 적용할 경우 발사 및 운용 성능 향상에 용이한 장점이 있다. 본 논문에서는 전개형 반사판 안테나를 구성하는 주반사판에 대해 강성 및 강도 등의 구조적 분석을 통해 초기 개념설계를 수행하였다. 탄소섬유 복합재 및 허니콤 코어를 적용하여 경량 복합재 주반사판을 설계하였으며, 적층 패턴 및 형상을 설계 변수로 운용조건에 적합한 주반사판 설계안을 도출하였다. 이후 모드(Modal analysis), 준정적(Quasi-static), 열 구배(Thermal gradient) 및 동적(Dynamic) 거동에 대한 상세 구조해석을 수행하여 경량 복합재 반사판 안테나의 성능을 분석하였다

• 항공우주기술
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• 제6권1호
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• pp.230-236
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• 2007

항공기용 복합재 구조물의 제작에 대한 품질관리는 자재의 입고에서부터 제품의 제작과정에 이르는 모든 단계에서의 검사, 시험 및 모니터링을 포함한다. 이러한 품질관리 활동은 설계의 목적에 적합하게 이루어졌는지 확인하기 위한 것이다. 품질에 영향을 미치는 인자들은 자재, 입고검사, 보관 및 시효관리, 작업환경의 관리, 시험, 검사 및 기록의 관리 등이 있다. 본 연구에서는 항공기 복합재 구조물에서 파괴시험을 통한 공정의 적합성 입증방법과 품질관리방법을 고찰하였으며 이를 바탕으로 복잡한 복합재 구조물에 대한 비파괴검사 방법의 신뢰성을 확보하고 복합재의 설계요구조건을 확인할 수 있는 기법을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제26권1호
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• pp.29-35
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• 2013

복합재료 샌드위치 구조는 굽힘 강성을 향상시키고 복합재 적층판에 비해 30% 이상의 무게를 절감할 수 있다. 그러나 일반 금속에 비해 제작과정에서 발생되는 재료물성의 불확실성이 많이 내재되어 있으므로 신뢰성 기반 확률론적 설계방법이 요구된다. 본 논문에서는 안전계수를 이용한 고전적인 설계 방법이 구조물의 안전을 보장하지 않는다는 확률론적 증거를 제시하기 위하여 단순화된 복합재 샌드위치 동체에 대해 PMS(Probabilistic Margin of Safety)를 계산하였다. 이 과정에서 CMCS(Crude Monte-Carlo Simulation)에 의해 계산된 확률밀도함수를 이용하였다. 더 나아가 신뢰성 기반 최적설계를 수행하고 효율적인 계산을 위해 RBDO-MPDF(RBDO by Moving PDF) 방법을 제시하였다. 본 논문의 결과는 구조물의 신뢰성을 보장하기 위한 개선된 설계 방법과 효율적인 신뢰성 기반 최적설계 방법 연구에 유용할 것이다.

• 국방과기술
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• 9호통권163호
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• pp.38-45
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• 1992

유도탄의 사정거리, payload 증가를 위해 로켓모타의 경량화가 필수 조건이므로, 이미 1950년대부터 선진 외국에서는 금속재에 비해 무게 경감이 가능한 복합재 로켓 모타 케이스가 연구 개발되어 왔으며, 적용이 점점 증가 추세에 있습니다. 또한 현재 국내에서도 무게 경량화가 충족되는 인공위성 발사체, 유도탄의 모타 케이스의 개발이 강력히 요구되는 실정입니다. 그러나 복합재 모타 케이스는 금속재 케이스와는 소재, 설계/해석, 제작공정, 품질/시험 평가등에 대해 매우 다르고 용이하지 않으므로, 이에 대한 현재까지의 선진 외국기술을 분석해 향후 국내 개발에서 연구, 보완되어야 할 분야를 정리 보고 하였습니다

• 한국항공우주학회지
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• 제48권6호
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• pp.411-418
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• 2020

본 논문에서는 복합재 팬 블레이드의 구조적 성능에 대한 근사 및 최적설계 기법을 제안하였다. 그리고 이들을 활용하여 복합재 팬 블레이드의 질량 및 형상의 변화 없이 강성을 최대화하기 위한 적층 패턴의 최적설계를 수행하였다. 이 때 설계 변수 및 설계 영역을 축소하기 위하여 적층 파라미터를 도입하였고, 적층 파라미터의 특성을 활용하여 높은 적합도를 갖는 반응표면 근사모델을 생성하였다. 또한 효율적인 최적해 탐색을 위해 도함수 기반 방법과 유전자 알고리즘을 결합한 2단계 최적화 방법을 적용하였으며, 다양한 요구조건들을 고려한 다목적 최적설계를 수행하였다. 마지막으로는 초기 모델과 최적설계 모델의 유한요소해석 결과를 비교하여 적층 파라미터 기반의 근사 및 최적설계 기법을 검증하였다.

• Composites Research
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• 제20권4호
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• pp.25-30
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• 2007

섬유강화 복합재료는 비강도 및 비 강성도가 뛰어나기 때문에 무게 절감을 위해 항공우주, 선박, 기계 같은 다양한 공학 분야에 널리 사용되고 있다. 각 층의 재료 물성치는 일반적인 금속재료에 비해 큰 변동성을 갖는 것으로 알려져 있으며 하중 방향에 따라 매우 민감하게 반응한다. 그러므로, 복합재 적층판의 설계에서 불확실성을 고려하는 것은 매우 중요하다. 본 논문은 COMSOL과 MATLAB을 이용하여 끝단 변위, 고유진동수, 좌굴응력이 설계 요구조건으로 정의된 경우, 재료 물성치의 불확실한 변동성을 고려하여 복합재 구조물의 거동에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권4호
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• pp.1-7
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• 2017

복합재 무인기의 설계 허용치를 개발은 산업계에 가장 중요한 관심사이다. 전통적인 유인항공기 구조물의 인증방법을 시제기나 기술 시현기에 적용하는 것은 과도하게 긴 개발 시간과 비용을 발생시킨다. 본 논문에서는 경량 복합재 무인기의 구조중량의 줄이기 위한 설계 허용치 설정 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 B-basis 복합재 재료물성의 설계허용치 적용 가능성을 검토하였다. 또한 여러 가지 민항기와 무인기의 목표 파손확률을 검토하여 제시하였다. 결과로부터, 경량 복합재료 무인기의 설계 허용치 요구조건은 유인 복합재료 항공기에 비하여 완화되어야 하는 것을 알 수 있다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.35-40
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• 2010

본 연구에서는 RC슬래브 교량의 내하력을 향상시키기 위해 유리섬유 복합재(CAF)를 이용한 보강방법을 제시하였다. 보강 성능을 평가하기 위해 설계하중 DB 18로 설계된 실험대상 교량의 슬래브 하면에 단위폭당 50 cm로 CAF 복합재를 보강하여 정 동적재하시험을 수행하였다. 정 동적재하시험 결과 RC슬래브의 최대변위, 변형률, 충격계수는 보강전에 비하여 보강후에 각 14.7%, 5.0% 및 33.7% 감소하였다. 시험경간 중앙부에서의 RC슬래브의 공칭저항비는 27% 증가하였고, 공용내하력은 1,2 경간에서 44.6%, 48.9%증가하였다. 결론적으로 설계하중 DB 18로 설계된 노후된 RC슬래브 교량을 현행 1등급교의 설계하중 DB 24로 향상시키는데 CAF 복합재를 이용한 보강방법은 매우 효과적인 것으로 판단된다.