Abstract
Composite materials are used for main structural components of aircraft fuselage such as skin, stringer and frame to reduce weight. Failure and buckling analysis of the composite fuselage components have been done for structural design. The loads of MD90-30 are applied to each component. Various shapes of section such as I, Z and T-type are chosen as candidate composite stringer and frame. The analysis results of composite fuselage components are compared according to ply-angle and ply-number, and the section type. The numerical results shows that ply-angle and ply-number have important effects on failure caused by axial load for the frame are important design parameters of composite fuselage components. This study suggests several design tips for composite fuselage components.
항공기 동체의 주 구조를 이루는 스킨, 스트링거, 프레임을 복합재료 부재료 대체하여 파손 및 좌굴에 대해 유한요소해석을 수행하였다. 각 부재의 하중은 기존 항공기 MD90-30의 하중을 적용하였으며, 스트링거, 프레임은 I, Z, T-type의 3가지 단면형상을 선정하여 해석하였다. 복합재료 부재의 적층각, 적층수에 따른 부재의 특성을 알아보고, 단면형상에 대한 비교를 수행하였다. 해석결과 파손은 적층각에 좌굴은 적층수에 많은 영향을 받으며, 스킨, 스트링거는 좌굴이 프레임은 축방향 하중에 의한 파손이 부재 설계의 중요한 요소임을 알 수 있었다. 스트링거, 프레임은 준등방성 적층의 경우 [0/60/-60]적층이 좋은 결과를 갖는 것을 알 수 있었고 단면형상에 대해서는 I-type이 가장 좋은 결과를 보였다. 또한 기존 알루미늄 부재와의 비교를 통해 복합재료 부재의 경량성을 확인할 수 있었다.
