항공용 외부 장착 구조물의 진동 및 정적 구조해석 (Vibration and Static Structural Analysis of Airborne External Storage Structure)

서지정보

· 발행기관 : 한국항공우주학회
· 수록지 정보 : 한국항공우주학회지 / 51권 / 1호 / 19 ~ 25페이지
· 저자명 : 하기헌, 박훈철, 박지환, 김종환, 안선규

초록

본 연구에서는 4개의 블레이드를 가지는 회전익기의 외부 장착물에 유도탄이 결합된 구조의 고유진동수와 고유모드를 분석하고 정적 응력해석을 수행하였다. 모든 해석에는 유한요소법에 기반한 ANSYS- Workbench를 이용하였고, 정적해석을 위한 최대 하중은 별도의 연구를 통해 제공받았다. 나사로 체결된 유도탄 구조물을 모델할 때 실제로 나사가 체결된 부위에만 접촉조건을 부여하면 유한요소해석으로 얻은 자유단 조건의 고유진동수가 측정된 값과 유사하였다. 외부 장착 구조물의 레일 구조와 유도탄의 결합부에는 no separation 접촉조건을 부여하여 해석을 수행하였다. 2기의 유도탄이 발사대에 조립된 구조에 대하여 계산한 고유진동수와 측정값의 오차는 최대 38% 정도였다. 발사대와 두 개의 유도탄이 결합된 구조물에 대한 측정된 고유진동수의 일부는 회전익으로 가진되는 진동수와 유사하였다. 동일 구조물에 최대 공기력과 관성력을 부여하여 정적 응력해석을 수행하였다. 경계조건 부분에서의 안전율이 1보다 낮아서 해당 위치의 판재 두께를 늘리거나 항복 응력이 큰 재료로 변경하여 보강이 필요한 것으로 판단된다. 또한 그 외 부분은 4~9로 다소 높으므로 해당 부분의 구조 최적화가 요구된다.

영어초록

In this work, we analyzed frequencies and natural modes of an airborne external storage structure assembled with missiles, which are attached to a rotary-wing aircraft with four rotor blades, and performed static stress analysis of the structure. For all analyses, we used the ANSYS-Workbench based on the finite element method. The maximum loading condition for the static analysis was provided by a separate research. In the dynamic analysis of a missile structure, the computed natural frequencies were closer to the measured ones when the assembly areas were modeled similarly to the actual assembly using fasteners. For the assembly modeling of the rail in the storage structure and missile, we applied the “no separation” contact option. The maximum difference between the computed and measured natural frequencies of the two missile-launcher assembly was about 38%. Some of the measured natural frequencies were close to the corresponding excitation frequencies from the rotary wings. In the stress analysis of the same structure subjected to the critical combined aerodynamic and inertial load, the safety factor near the boundary condition location was lower than 1. Thus, It is necessary to increase the thickness of the plate material in this part or change the current material to another one with a higher yield stress.

참고자료

· 없음