폴리머 멤브레인의 필수파괴에너지

배홍수,우경식,조형순,노진호,이수용 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.4

본 논문에서는 필수파괴에너지 실험을 통하여 얇은 연성 폴리메 멤브레인의 파괴에너지를 구하였다. 폴리머 재료로는 캡톤과 마일라를 고려하였으며 다양한 크기의 리가멘트 길이를 가지는 양단노치 인장시편을 제작하여 인장실험을 수행한 수 실험에서 구한 하중-변위선도에서 필수파괴에너지를 추출하였다. 각각의 재료에 대해 두 세트의 시편크기에 실험을 수행하고 그 결과를 비교하였다. In this study, fracture energy of thin ductile polymer membranes was obtained by essential work of fracture experiments. Double-edge notched tensile specimens with various ligament lengths were made for Kapton polyimide and Mylar (polyethylene terephthalate) films. Uniaxial tensile tests were performed and the energy was calculated from the load-displacement curves, from which the specific work of fracture was calculated. The experiments were performed for two sets of specimens with different length and width dimensions and the results were compared.

얇은 막재료의 주름해석 기법

배홍수,우경식 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.4

본 논문에서는 유한요소해석에 의한 막재료의 주름 해석 기법에 관하여 연구하였다. 삼각형 세일 형상에 대해 멤브레인 요소와 쉘 요소를 사용하여 해석을 수행하였다. 멤브레인 요소를 이용한 기법에서는 주름을 벌칙매개변수에 의한 물성치를 수정하여 고려하는 알고리즘을 상용프로그램 내 사용자 서브 루틴을 통하여 구현하였다. 쉘 요소에 의한 기하학적 비선형 후좌굴 기법에서는 면외방향의 좌굴을 발생시키기 위하여 모델의 메쉬에 작은 크기의 기하학적 결함을 심는 방법을 사용하였다. 쉘 방법에서는 내연 및 외연해석 기법을 고려하였다. 요소수의 증가에 따른 수렴성과 결과의 정확도의 관점에서 멤브레인 요소법과 쉘 요소법의 효율성을 비교하였다. In this paper, numerical techniques for wrinkle prediction of thin membranes were studied by finite element analysis. Techniques using membrane and shell elements were applied for triangular membrane. In the membrane element method, the wrinkle algorithm of property modification was implemented to ABAQUS as a user subroutine. In the shell method, the wrinkle deformation was induced by seeding the mesh with a random geometric imperfection. The results were investigated focusing on the mesh convergence and the solution accuracy.

수압램에 의한 복합재 조인트 거동 해석

배홍수,우경식,김종헌 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.11

본 연구에서는 유체와 조인트를 포함하고 있는 램 시뮬레이터에서 발생한 수압램 현상에 의하여 조인트에서 발생하는 동적 거동을 연구하였다. 해석은 유체-구조연성해석을 연구하는데 유리한 ALE 기법을 이용하였으며, 램 시뮬레이터와 조인트는 라그랑지 고체요소로, 그리고 유체는 ALE 고체요소로 모델링하였다. 램 시뮬레이터 내부에서 발생된 수압램에 의하여 복합재 조인트에 의하여 발생하는 응력을 분석하고, 수압램이 복합재 조인트의 파손에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. In this paper, the analysis of dynamic behaviour of a composite joint by hydrodynamic ram(HRAM) in a fluid-filled ram simulator including the joint was studied by adopting the ALE method. The stress on the joint was analyzed and the affect of HRAM on the fracture behaviour of the composite joint was investigated carefully.

횡방향으로 접힌 삼각형 멤브레인의 전개

배홍수,우경식 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.4

본 논문에서는 횡방향으로 접혀 있는 상태의 삼각형 멤브레인 태양돛의 전개를 유한요소해석을 통하여 수행하였다. 접힌 상태의 삼각형 멤브레인을 상용 유한요소 해석 프로그램 ABAQUS를 사용하여 쉘요소로 모델링하였다. 동적 해석을 통하여 다양한 시간에 따라 접힌 상태의 삼각형 멤브레인을 전개킨 후 이를 고정하여 멤브레인에 발생하는 거동을 에너지 관점에서 조사하였다. In this paper, the transversely folded triangular solar sail was developed by finite element analysis. The membrane was modeled by using shell element in commercial FEM program called ABAQUS. The analysis was proceeded by performing dynamic analysis to develop the repetitively folded membrane. The results were analyzed to investigate the developing behavior of the sail membrane. Times history of various energies was examined for the vailidity of the analysis.

램 시뮬레이터의 수압램 현상 해석

배홍수,우경식,김인걸,김종헌 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.4

수압램 현상은 대표적인 전투 손상으로 유체를 포함하는 구조물에 고속의 물체의 충격에 의하여 발생된다. 본 논문에서는 유체와 조인트를 포함하고 있는 탱크에 고속의 충격체가 충돌하여 수압램 현상을 일으키는 경우에 대하여 ALE 기법을 사용하여 유체-구조 연성해석을 수행하였다. 해석은 상용유한요소해석 프로그램 LS-DYNA를 사용하여 연구하였다. 해석결과 수압램 현상에 의하여 발생하는 유체의 거동에 대하여 조사하였다. In this paper, the analysis of fluid-structure of interaction of a fluid-filled ram simulator including a joint impacted by a high speed cylindrical projectile was studied by adopting the ALE method. The results were analyzed to investigate the behavior of pressure in fluid such asd time histories of pressure.

반복적으로 접힌 삼각형 태양돛의 전개

배홍수,우경식 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.11

본 논문에서는 반복적으로 접힌 삼각형 멤브레인 태양돛의 전개를 유한요소해석을 통하여 수행하였다. 반복적으로 접힌 상태의 삼각형 멤브레인을 상용 유한요소 해석 프로그램 ABAQUS를 사용하여 쉘요소로 모델링한 후 비선형 후좌굴 해석을 통하여 전개시키고, 발생한 접힌 자국을 펴기 위하여 가해지는 인장하중에 의해 발생하는 주름을 조사하였다. In this paper, the repetitive folded triangular solar sail was developed by finite element analysis. The analysis was proceeded first by performing geometrically nonlinear post-buckling analysis to develop the repetitive folded membrane by using shell elements. Then the analysis was carried out to investigate the wrinkle of the development of folded membrane.

삼각형 세일의 주름저감 설계

배홍수,유성호,우경식 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.4

본 논문에서는 삼각형 솔라세일의 주름저감설계 방안에 대한 연구를 수행하였다. 세일에 부분적으로 발생하는 주름으로 인하여 구조물의 추력성능과 제어성능에 영향을 받을 수도 있으므로 세일에 발생하는 주름을 감소시키거나 제거하는 것이 중요하다. 주름을 줄이는 방법들 중에서 세일에 가해지는 인장 하중의 각도를 조정하는 방식, 카테나리 방식과 와이어 카테나리 방식을 이용하여 주름저감효과에 대한 연구를 수행하였다. In this paper, wrinkle reduction design was studied for triangular sail. Wrinkles in the sail change the load path and surface topology which can have an adverse effect on propulsion performance and controllability. In this study, wrinkle reduction strategies of adjusting cable angle, catenary and catenary-wire schemes were investigated.

Test and Analysis of Modes I, II and Mixed-Mode I/II Delamination for Carbon/Epoxy Composite Laminates

배홍수,강민송,우경식,김인걸,Kyung-hwan In 한국항공우주학회 2019 International Journal of Aeronautical and Space Sc Vol.20 No.3

In this paper, the delamination behavior of carbon/epoxy composite laminates was studied experimentally and numerically. First, the elastic properties of the laminates were obtained from tensile, compressive, and shear tests. Next, tests were performed to obtain the fracture properties of modes I, II, and mixed-mode I/II delamination using DCB, ENF, and MMF specimens. Then, the delamination tests were numerically simulated using finite element analyses. In the analysis, composite laminates were modeled by bulk elements, and cohesive elements were inserted along the interface where delamination was expected to propagate. Predicted load–displacement curves and delamination propagation lengths matched well to those by the tests. The effect of cohesive parameters on the delamination propagation behavior of the considered composite laminates was systematically investigated under modes I, II, and mixed-mode loading.

고속충돌에 의한 유체-구조 연성해석

배홍수,우경식,김인걸,김종헌 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.4

유체-구조 연성해석은 유체의 동적 효과에 의해 발생한 유체충격력에 의해 발생하는 거동을 예측하는데 이용된다. 본 논문에서는 유체를 포함하고 있는 박스에 고속의 충격체가 관통하는 경우에 대하여 ALE 기법을 사용하여 유체-구조 연성해석을 수행하였다. 해석모델은 물이 채워진 상자형 알루미늄 용기를 고려하였으며, 상용유한요소해석 프로그램 LS-DYNA를 사용하여 연구하였다. 해석결과 충격체의 속도 및 에너지 시간이력과 유체의 압력 및 밀도 변화등에 대해 조사하였으며 기존의 결과와 비교하여 해석의 타당성을 검증하였다. In this paper, the analysis of fluid-structure of interaction of a fluid-filled container impacted by a high speed spherical projectile was studied by adopting the ALE method. The results were verified with the existing experimental results. The time histories of projectile velocity and energy, as well as fluid pressure and density were carefully examined.

고속충돌에 의한 원통형 용기의 유체-구조 연성해석

배홍수,우경식,김인걸,김종헌 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.11

유체-구조 연성해석은 유체의 동적 효과에 의해 생성된 유체충격력에 의해 발생하는 거동을 예측하는데 이용된다. 본 논문에서는 유체를 포함하고 있는 원통형 용기에 고속의 충격체가 관통하는 경우에 대하여 ALE 기법을 사용하여 유체-구조 연성해석을 수행하였다. 해석결과 충격체의 속도 및 에너지 시간이력과 유체의 압력 및 밀도 변화 등에 대하여 조사하였으며, 실험의 결과와 비교하여 해석의 타당성을 검증하였다. Analysis of fluid-structure interaction is used to predict the behavior that is generated by dynamic effect of the fluid. In this paper, the analysis of fluid-structure of interaction of a fluid-filled cylindrical container impacted by a high speed spherical projectile was studied by adopting the ALE method. The results were verified with the experimental results. The time histories of projectile velocity and energy, as well as fluid pressure, density and strain on the container were carefully examined.