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표제지

목차

Abstract 10

I. 서론 11

II. 연구의 배경 12

1. 항공기 재료의 전망 12

2. 복합재 항공기의 필요성 13

3. 복합재료의 특성 14

3.1 항공기 구조재료로서의 복합재료 15

3.2 강화재 16

4. 복합재료의 조립 23

4.1 조립 방법의 분류 23

III. 이론적 배경 27

1. 복합재 구조물의 손상 수리 27

1.1 손상 수리단계 27

1.2 손상의 형태(Damage Types) 28

1.3 손상정도 판정을 위한 분류 30

2. 수리의 종류(Repair Type) 31

2.1 Cosmetic plug repair for light damage 31

2.2 Laminated Doubler 31

2.3 Scarf patch repair for thin laminate 32

2.4 Bolted doubler repair for thick laminate 32

2.5 Resin injection repair for delamination 32

3. 복합재료 수리용 자재 33

3.1 접착제(Adhesive) 33

3.2 Resin Hexcel F584 35

3.3 Honeycomb Core DMS 1974 35

3.4 Prepreg DMS 2224 35

4. 복합재료 기계적 체결부의 설계기준 35

5. 복합재료를 이용한 주요구조물의 설계 38

5.1 Bolt와 Rivet에 의한 Joint 39

IV. 복합재 항공기 결함유형 및 수리 접근방법 42

1. 코어 단품이 Contour 미달 가공된 경우 42

2. Hole 또는 Edge Delamination 42

2.1 수리절차 44

3. Surface Film 또는 Glass Fiber 손상 45

3.1 제한사항 45

3.2 수리절차 45

4. Hole (Extra, Oversized, Double-drilled, Mismatched) 결함 46

4.1 제한사항 47

4.2 수리절차 48

5. Minor Damaged Surface 50

5.1 제한사항 50

5.2 수리절차 50

6. Void between Core and Skin or laminates, Radius bridging 52

6.1 제한사항 52

6.2 수리절차 53

7. Sharp Dent, Damage, Core-crush 56

7.1 제한사항 57

7.2 수리방법 57

V. 수리진행 후 응력상태 61

1. Debond between Rib and Skin 61

1.1 결함 내용 61

1.2 수리 진행 방법 및 Margin of Safety 62

2. Bonding Skin의 Crack 67

2.1 결함 내용 67

2.2 수리 진행 방법 및 Margin of Safety 67

VI. 수리진행 후 검증 및 검사방법 72

1. 방사선투과 시험 72

1.1 방사선투과 시험의 원리 72

1.2 방사선투과 시험의 특징 73

1.3 방사선투과 시험절차 74

2. 초음파탐상 시험 75

2.1 초음파의 종류와 음속 75

2.1 초음파탐상 시험의 원리 76

VII. 결론 79

참고문헌 80

표목차

Table 1. Steps for the repair of composite structures 28

Table 2. Estimation of level of damage in composite structures 31

Table 3. Typical materials used for the repair of composite structures 34

Table 4. Carbon Fabric Laminar의 기계적 물성치 63

Table 5. Glass Fabric Laminar의 기계적 물성치 64

Table 6. Fastener의 기계적 물성치 64

Table 7. Margin of Safety(1) 66

Table 8. Margin of Safety(2) 71

그림목차

Fig. 1. Materials used in B787 structure 14

Fig. 2. Chopped Strands in Glass Fiber 17

Fig. 3. Yarn Roving in Glass Fiber 18

Fig. 4. chopped Strand Mat (CSM) in Glass Fiber 18

Fig. 5. Woven Fabric in Carbon Fiber 19

Fig. 6 . Preform in Carbon Fiber 20

Fig. 7. Manufacturing process in Boron 21

Fig. 8. Aramid Fiber 22

Fig. 9. Manufacturing in Seramic Fiber 23

Fig. 10. Conventional Assembly 24

Fig. 11. Hole To Hole Assembly 24

Fig. 12. Auto Riveter 25

Fig. 13. Auto Drilling Machine 26

Fig. 14. 복합재 항공기 Longeron 부위 Delamination 발생 43

Fig. 15. 복합재 항공기 Hole 부위 Delamination 발생 44

Fig. 16. 복합재 주요구조물의 Double Drilled Hole 47

Fig. 17. 복합재 주요구조물의 Oversized Hole 47

Fig. 18. 복합재 주요구조물의 Extra Hole 48

Fig. 19. 복합재 주요구조물의 Misaligned Holes 48

Fig. 20. 복합재 주요구조물의 Damage 52

Fig. 21. Resin Injection 수리(방법 A) 54

Fig. 22. Wet Lay-Up 수리(방법 B) 56

Fig. 23. Sharp Dent, Damage, Core-crush 수리(방법 A 또는 B) 59

Fig. 24. Sharp Dent, Damage, Core-crush 수리(방법 C) 60

Fig. 25. Disbond area in Main wing 62

Fig. 26. Shell forces of Skin in FEM 65

Fig. 27. Freebody loads of Rib in FEM 66

Fig. 28. Crack in Wing Skin 68

Fig. 29. Cutting for repair 68

Fig. 30. FEM을 이용한 수리상태 검증 69

Fig. 31. Boundary Condition and Applied Loads 69

Fig. 32. Applied enforced displacement to Fine Mech FEM 70

Fig. 33. Strength of Enlarge Cutout Edge 70

Fig. 34. 방사선투과 시험의 원리 72

Fig. 35. 초음파의 종류 75

Fig. 36. 펄스 반사법 77

Fig. 37. 탐촉자의 배치 78

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