불규칙변동하중에 대한 모사피로하중스펙트럼 산출기법 연구

Abstract

항공기 주구조 설계과정에서 건전성 평가를 위하여 피로하중에 대한 내구성 또는 손상 허용성 해석이 요구된다. 이것은 피로손상누적이나 균열성장에 대한 해석적 분석이나 구조시험을 통하여 수행하게 되고 이때 사용수명 중 예상되는 신뢰성 있는 모사 피로하중스펙트럼 산출이 정확한 평가결과를 얻는데 중요한 관건이 된다. 항공기에 작용되는 불규칙 변동하중은 확정적 하중과 통계적 추론하중으로 구분할 수 있다. 비행 중 발생되는 돌풍이나 지상활주 등과 같은 하중은 후자에 속하게 되며 이러한 하중스펙트럼은 예상되는 실제하중 형태와 유사하게 모사하기가 매우 어려운 일이다. 특히 불규칙 변동하중 하에서 하중사이클 발생이력이 균열성장이나 피로손상누적에 큰 영향을 주는 것으로 알려져 있으며 따라서 이러한 추론적 하중은 방대한 측정자료로 부터 통계적 확률처리를 거쳐 실제와 유사한 하중스펙트럼 형태로 모사할 필요가 있다. 이러한 관점에서 본 연구는 마르코프기법을 활용하여 측정하중의 분석자료를 기초로 확률적 랜덤처리 과정을 거쳐 불규칙하중스펙트럼을 구성하는 알고리즘을 고찰하고 계산과정을 전산프로그램화 한다.

Increasing emphasis on fatigue life and damage tolerance evaluation in aircraft structural design requires a more precise analytical definition and simulation of the fatigue load spectrum. The need for clear understanding and generation method of simulated flight load spectrum, has been emphasized by developments that clarify the role of fatigue load sequences and interaction in the fatigue failure process. The load spectrum applied to airframes can be classified into two kinds, such as deterministic and stochastic load. The latter case , for example gust or ground load, is not easy to be simulated as real load profile in the consideration of probabilitic occurrances of load level. A method is presented for deriving realistic fatigue load spectrum using the technique of Markov process on the basis of distribution of load level occurrance frequencies from the measured random load data.

Increasing emphasis on fatigue life and damage tolerance evaluation in aircraft structural design requires a more precise analytical definition and simulation of the fatigue load spectrum. The need for clear understanding and generation method of simulated flight load spectrum, has been emphasized by developments that clarify the role of fatigue load sequences and interaction in the fatigue failure process. The load spectrum applied to airframes can be classified into two kinds, such as deterministic and stochastic load. The latter case , for example gust or ground load, is not easy to be simulated as real load profile in the consideration of probabilitic occurrances of load level. A method is presented for deriving realistic fatigue load spectrum using the technique of Markov process on the basis of distribution of load level occurrance frequencies from the measured random load data.