논문 정리 '항공기 좌굴 해석 검증'

구조-시험

'축방향 압축 하중을 받는 보강된 판의 후 좌굴 해석 검증 시험' 논문을 정리해 보았습니다. 해당 논문은 한국항공우주학회 2021 추계학술대회 논문집에 수록된 논문으로 정확한 정보는 해당 원문을 참고하시길 바랍니다.

 

(정병학, 이준민, 강윤기, 이헌섭, 박태규, 석무영, 권용남, 2021, "축방향 압축 하중을 받는 보강된 판의 후 좌굴 해석 검증 시험", 한국항공우주학회, Vol2021 No.11, pp.930-935)

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좌굴(Buckling)

항공기 구조물은 하중을 받게 되면 압축, 인장, 전단, 굽힘 등 다양한 하중이 부가되며 판의 경우에는 좌굴에 매우 취약합니다. 좌굴은 구조물이 압축 응력을 받을 때 찌그러지는 현상을 말하며 이를 방지하기 위해 일반적으로 판에 스티프너를 부착하여 하중을 배분하는 방식으로 하중을 배분합니다. 

좌굴 해석 검증 방법

이 논문에서는 항공기 구조물에 사용되는 판에 스티프너를 부착한 구조물을 시험하여 해당 설계가 적절한지 검증하였습니다. 시편을 제작하여 하중을 부가하고 좌굴 발생 시점, 하중 배분 현상을 스트레인 게이지를 통해 계측하고 해석 결과와 비교하였습니다. 

결론 및 소감

항공기에 사용되는 웹, 보강구조물을 제작하여 압축 하중에 의한 좌굴 영향성을 시험을 통해 검증하였습니다. '웹 좌굴 이후의 하중은 모두 스티프너로 배분된다'는 가정은 해석과 시험 결과를 비교하였을 때 보수성을 가진다는 것이 확인되었습니다. 시험과 해석 비교 분석을 통해 해석 방법을 검증하고 시험을 통해 얻은 결론을 통해 항공기 구조 해석을 최적화하는 방법을 알 수 있었습니다.