다중스파 날개의 유한요소 이상화 방법에 관한 인자연구

Abstract

본 연구에서는 다중스파 항공기 날개 구조물의 유한요소 이상화 방법이 날개의 내력분포, 치수 및 중량에 어떠한 영향을 미치는지를 살펴보았다. 구조물의 유한요소 이상화 방법에 따라 총 18가지의 날개 모델을 구축하고 4가지의 외부하중 조건을 적용하였다. MSC/NASTRAN과 MSC/PATRAN을 이용하여 모든 구조물이 주어진 하중조건 모두에 대해 허용치 이내의 응력과, 가공을 위한 최소치 이상의 치수를 가지도록 하는 알고리즘을 별도로 개발하였다. 해석결과 날개의 내력분포와 예상중량에 가장 큰 영향을 미치는 것은 외피이고, 스파나 립의 이상화 방법의 효과는 상대적으로 작은 것으로 나타났다. 일반적인 예상과는 달리 굽힘강성을 가진 요소들을 사용한 모델이, 굽힘응력의 효과로 인해, 굽힘강성이 없는 요소를 사용한 모델에 비해 더 큰 예상중량을 보이는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로부터, 설계자는 가능하면 모든 구조물의 굽힘강성을 고려한 해석을 수행하거나 그렇지 못할 경우 각 구조물의 특성에 대한 신중한 사전 검토를 거칠 것을 권장한다.