항공기 응력해석 실무

김상국 , 문창오 지음

좋은땅 2017년 01월 26일 출간 종이책 : 2016년 12월 30일 출간

작품소개

책소개

항공기 개발에서 가장 중요한 것 중 하나가 항공기 중량이다. 성능과 운영 유지비 등에 막대한 영향을 끼치기 때문이다. 항공기 중량에서도 가장 큰 비중을 차지하는 것이 기체 구조물인데, 이 기체 구조물의 중량은 하중해석, 응력해석 및 손상 허용해석 결과를 반영한 구조설계로 결정된다. 이 책은 신규 엔지니어들이 응력해석 업무를 이해하기 쉽도록 기초 역학 지식 및 실무 기초를 다룬다.

목차

1. 응력해석 기초 이론

01 응력해석 개요
02 응력해석 프로세스
구조배치 설계 단계
상세 설계 단계
03 하중의 종류
하중 특성에 따른 분류
ㆍ정적 하중(Static Loads)
ㆍ동적 하중(Dynamic Loads)
하중 원인에 따른 분류
ㆍ공력 하중(Air Loads)
ㆍ관성 하중(Inertial Loads)
ㆍ추력(Thrust)
ㆍ항력(Drag)
ㆍ평형(Equilibrium)
항공기 운용 상테에 따른 분류
ㆍ비행 하중(Flight Loads)
ㆍ지상 하중(Ground Loads)
활용에 따른 분류
ㆍ강도 해석 하중
ㆍ수명 해석 스펙트럼 하중
응력해석 관점에 따른 분류
ㆍ외부 하중(External Loads)
ㆍ내부 하중(Internal Loads)
04 자유 물체도(Free-Body Diagram)
05 안전여유율(Margin of Safety)
최대 뒤틀림 에너지 이론(Maximum Distortion Energy Theory)
최대 전단 응력 이론(Maximum Shear Stress Theory)
최대 수직 응력 이론(Maximum Normal Stress Theory)
파손 이론의 비교
복합 응력이 작용할 때의 안전여유율
06 응력(Stress)
응력의 종류
응력의 부호 규약
응력 변환(Stress Transformation)
주응력(Principal Stresses)
최대 전단응력(Maximum Shear Stress)
등가 응력(Equivalent Stress, von Mises Stress)
07 변형률(Strain)
변형률 변환(Strain Transformation)
주변형률(Principal Strain)
변형률과 변위의 관계
응력과 변형률의 관계

2. 재료 물성 및 설계치

01 응력-변형률 선도
02 재료 물성치
03 소성굽힘(Plastic Bending)
fo 계산 방법

3. 응력해석 기준

01 설계 하중(Design Loads)
설계 제한 하중(Design Limit Loads) 조건
극한 하중(Ultimate Loads) 조건
02 온도 요구 조건
03 해석 인수(Analysis Factors)
피팅 인수(Fitting Factor)
베어링 인수(Bearing Factor)
캐스팅 인수(Casting Factor)
04 최소 설계 두께 (Minimum Design Thickness)
05 패스너 간격(Fastener Spacing)
06 재료 허용치(Material Allowables)
07 베어링 허용치(Bearing Allowables)
08 맞춤 감소 인수(Fit Reduction Factor)
09 소성 굽힘 허용치(Plastic Bending Allowables)

4. 유한 요소 해석 Finite Element Analysis

01 유한 요소 해석(Finite Element Analysis)
02 유한 요소 모델(Finite Element Model)
03 유한 요소 모델 종류와 용도
전기체 유한 요소 모델(Coarse Grid Finite Element Model)
상세 유한 요소 모델(Fine Grid Finite Element Model)
04 유한 요소 선택
쉘(Shell) 요소
솔리드(Solid) 요소
다른 자유도를 가지는 요소의 연결
강체 요소의 활용
05 단위계(Units)
06 경계 조건(Boundary Condition)
07 하중 조건(Load Condition)
08 모델 확인(Model Verification)

5. 응력해석 실무

01 축방향 부재
강도
크리플링
ㆍ금속재 크리플링
ㆍ복합재 크리플링
Column Buckling
Beam Column
02 패널
좌굴
ㆍ금속재 평판 좌굴
ㆍ금속재 굴곡 있는 패널 좌굴
ㆍ복합재 평판 좌굴
03 체결부
패스너 체결부
본딩 체결부
ㆍ이중 겹침 체결부
ㆍScarf 체결부
04 복합재 샌드위치 구조물
강도
Intracell 좌굴
Face 링클링(Wrinkling)
전단 crimping
코어 엣지 밴드(Edge band)
좌굴

부록 복합재 역학 이론

출판사 서평

응력해석에 입문한 엔지니어들에게 필요한 기초 역학지식 및 실무 기초 소개

응력해석이란 외부 하중에 의해 구조물에 작용하는 응력을 계산하고 구조물의 파손형태와 종류를 고려하여 작용하는 응력이 허용능력 이하의 응력수준을 가지도록 치수를 결정하는 작업이다.

이 책은 이러한 응력해석에 신규로 입문하는 엔지니어들이 쉽게 읽을 수 있도록 기초부터 상세히 다룬다.

1장에서는 설계 단계별 응력해석 프로세스와 응력해석의 기초가 되는 이론, 외부하중을 설명한다. 2장에서는 금속재, 복합재의 물성 및 설계치에 대해 설명하며, 3장에서는 설계 하중 조건, 인자, 패스너 간격 등 응력해석의 기준들에 대해 설명한다. 또한 4장에서는 유한 요소의 설명 및 유한 요소 해석에 대해 설명하며 마지막 5장에서는 축방향 부재, 패널, 체결부 및 샌드위치 구조물의 파손모드별 응력 해석 방법을 설명한다.

이 책을 통해 항공기 응력해석의 기초에서 실무까지 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

작가정보

저자(글) 김상국

저자 : 김상국
저자 김상국은
전남대학교 기계공학과 학사
경상대학교 산업대학원 생산기술공학과 석사
경상대학교 항공공학과 박사
T-50/KC-100/차군무인기 기체 응력해석 업무 수행
현, 한국항공우주산업㈜ KF-X상세해석2팀 팀장

저자 : 문창오
저자 문창오는
한양대학교 기계공학과 학사
KAIST 기계공학과 석사
T-50/TA-50/FA-50/KC-100 기체 응력해석 업무 수행
현, 한국항공우주산업㈜ KF-X상세해석1팀 팀장

저자(글) 문창오