• 한국공간구조학회지
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• 제19권1호
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• pp.6-11
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• 2019

• 한국항공우주학회지
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• 제47권6호
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• pp.405-413
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• 2019

전개형 구조물은 크기와 모양의 변형이 가능하여 수납과 이동이 용이한 장점으로 인해 우주 임무에 많이 사용된다. 특히, 우주에서 사용되는 구조물들의 경우에는 운용과정에서 직면하는 다양한 외란들을 견디기 위하여 높은 구조 강성을 가지도록 설계되어야 한다. 특히 전개형 구조물의 경우, 구조 경량화를 위하여 얇고 가벼운 소재를 사용하는 경우가 많기 때문에 전개 과정에서 발생하는 내력이나 전개 완료 상태에서의 구조 강성 등에 대한 면밀한 분석이 수행되어야 한다. 본 논문에서는 전개형 구조물 중에서 널리 사용되는 시저스 구조물에 대해 동역학적 모델을 수립하고 전개 속도, 각 조인트에 걸리는 내력 등 전개 거동을 분석한다. 또한, 구조물의 전개 완료 형상에 따른 구조 강성 변화를 분석하기 위하여 1단과 2단 두 가지 형상에 대해 모드 해석을 수행하였으며, 저차 모드의 모드 형상 및 고유 진동수 변화를 확인하고 변화의 원인을 고찰하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.57-64
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• 2008

본 연구는 설치와 해체가 용이하여 간이식 구조에서 활용되는 시저스 전개형 구조에 관한 것으로, 입면상의 곡률변화 방법을 고찰하고 그에 따른 구조특성을 파악하고자 한 것이다. 먼저 시저스 구조의 입면상 곡률과 시저스부재의 내부절점 편심거리와의 관계를 식과 그래프를 이용하여 나타내었다. 이에 따라, 동일한 시저스부재에서 내부절점 편심거리를 조절하여 곡률을 변화시킬 수 있는 해석모델을 고찰함으로써, 곡률변화에 따른 시저스 구조부재들의 구조적 특성을 고찰하였다. 또한 고찰된 구성방식에 근거하여 실 모델을 제작하고 전개과정을 살펴봄으로써 실제 전개가능성을 검토하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권3호
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• pp.443-453
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• 2015

Cable-beam structures characterized by variable stiffness nonlinearities are widely found in various structural engineering applications, for example in space deployable structures. Space deployable structures in orbit experience both high temperature caused by sun's radiation and low temperature by Earth's umbral shadow. The space temperature difference is above 300K at the moment of exiting or entering Earth's umbral shadow, which results in structural thermally induced vibration. To understand the thermally induced oscillations, the analytical expression of Boley parameter of cable-beam structures is firstly deduced. Then, the thermally induced vibration of cable-beam structures is analyzed using finite element method to verify the effectiveness of Boley parameter. Finally, by analyzing the obtained numerical results and the corresponding Boley parameters, it can be concluded that the derived expression of Boley parameter is valid to evaluate the occurrence conditions of thermally induced vibration of cable-beam structures and the key parameters influencing structural thermal flutter are the cable stiffness and thickness of beams.

• 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

• 우주기술과 응용
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• 제1권3호
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• pp.364-374
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• 2021

본 논문에서는 초소형 위성에 적용할 수 있는 전개형 메쉬 안테나의 Gore 특성에 따른 radio frequency (RF) 특성 변화에 관해 논한다. 메쉬 안테나의 경우 다양한 초소형위성에 탑재할 수 있으며, 통신/영상레이다/SIGINT 등 다양한 우주임무에 활용이 가능하다. 이상적인 안테나 곡면을 형성하기 위해서는 충분한 개수의 안테나 Rib 구조로 반사판을 구현해야 한다. 그러나 안테나 Rib 개수 증가에 따라 안테나 질량을 비롯해 기계적인 전개 메커니즘의 복잡도 및 전개 신뢰성 등 다양한 설계인자에 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 안테나의 RF 성능 열화 최소화 관점에서 적정 안테나 Rib의 개수를 도출하기 위해 메쉬 안테나의 예시 모델을 대상으로 다양한 Rib 개수에 따른 RF 시뮬레이션을 통해 비교분석을 수행하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권1호
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• pp.11-17
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• 2013

'Multi-scale mass-deployable cooperative robots' is a next generation robotics paradigm where a large number of robots that vary in size cooperate in a hierarchical fashion to collect information in various environments. While this paradigm can exhibit the effective solution for exploration of the wide area consisting of various types of terrain, its technical maturity is still in its infant state and many technical hurdles should be resolved to realize this paradigm. In this paper, we propose to develop new design and manufacturing methodologies for the multi-scale mass-deployable cooperative robots. In doing so, we present various fundamental technologies in four different research fields. (1) Adaptable design methods consist of compliant mechanisms and hierarchical structures which provide robots with a unified way to overcome various and irregular terrains. (2) Soft composite materials realize the compliancy in these structures. (3) Multi-scale integrative manufacturing techniques are convergence of traditional methods for producing various sized robots assembled by such materials. Finally, (4) the control and communication techniques for the massive swarm robot systems enable multiple functionally simple robots to accomplish the complex job by effective job distribution.

• Steel and Composite Structures
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• 제35권5호
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• pp.641-657
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• 2020

A unique lightweight string truss deployable bridge assembled by thin-walled fiber reinforced polymer (FRP) and metal profiles was designed for emergency applications. As a new structure, investigations into the static structural performance under the serviceability limit state are desired for examining the structural integrity of the developed bridge when subjected to unsymmetrical loadings characterized by combined torsion and bending. In this study, a full-scale experimental inspection was conducted on a fabricated bridge, and the combined flexural-torsional behavior was examined in terms of displacement and strains. The experimental structure showed favorable strength and rigidity performances to function as deployable bridge under unsymmetrical loading conditions and should be designed in accordance with the stiffness criterion, the same as that under symmetrical loads. In addition, a finite element model (FEM) with a simple modeling process, which considered the multi segments of the FRP members and realistic nodal stiffness of the complex unique hybrid nodal joints, was constructed and compared against experiments, demonstrating good agreement. A FEM-based numerical analysis was thereafter performed to explore the effect of the change in elastic modulus of different FRP elements on the static deformation of the bridge. The results confirmed that the change in elastic modulus of different types of FRP element members caused remarkable differences on the bending and torsional stiffness of the hybrid bridge. The global stiffness of such a unique bridge can be significantly enhanced by redesigning the critical lower string pull bars using designable FRP profiles with high elastic modulus.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권6호
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• pp.26-33
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• 2017

본 연구에서는 외골격 크기를 변화하여 효과적으로 구동력을 조절하고 우수한 장애물 통과능력을 가진 구형로봇을 구현하였다. 호버만구를 외골격으로 채택하고 슬라이더-크랭크 구조의 확대 수축 메커니즘을 설계하여 무선으로 로봇의 크기변화와 이동제어가 가능하도록 제어시스템을 구축하였다. 로봇의 효율적인 구동에 필요한 주요 변수를 확인하기 위하여 오일러-라그랑주 운동방정식을 세워 해석하였고, 이를 바탕으로 DC 모터를 선정하였다. 로봇의 성능을 평가하기 위해 Prototype 의 기초 구동실험을 진행함과 동시에 유한요소 해석을 통해 구조적 안정성을 보완한 최종 모델을 제작하였다. 결과적으로, 외경 기준 최대 650 mm 에서 최소 520 mm 까지 수축/팽창이 가능한 로봇이 0.85 m/s로 주행이 가능한 것을 확인하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.45-52
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• 2007

폴딩은 면에 기하학적 형태를 부여하는 동시에 역학적 효율을 증대시킬 수 있다. 본 연구의 목적은 건축의 조형성에 영향을 미칠 수 있는 폴딩을 구조와 형태의 매개로서 탐구하고, 그 역할과 가능성을 고찰하는 것이다. 따라서 먼저 폴딩의 특성과 패턴형성의 요소 및 이를 이용한 공간의 구성양식을 살펴본다. 또한 절판구조와 막구조에서 보이는 폴딩의 변형과 응용 방법을 파악함으로써 조형요소로서 역할과 가능성을 확인하고, 전개성을 응용한 형태로서 전개구조의 가능성을 확인한다.