응용역학 연구실 연구분야

1. 우주발사체 및 Missile의 동적 안정성 해석

우주 발사체 혹은 미사일 등에 작용하는 추력을 고려하여 비행상태의 구조물을 모델링할 때 추력의 작용선의 방향이 구조물의

변형에 따라 변화하는 종동력 (following force)으로 모델링하여, 보, 판 및 쉘 등 의 구조물에 대한 연구를 다년간 수행한 바 있다.

특히 이와 같은 종동력이 갖는 특성은 구조물에 작용할 때, 비보존력(non-conservative force)이라는 점으로서 Missile 혹은 우주

발사체를 모델링 할 때 흔히 고려해야 할 사항이다.

이와 같은 특성적인 점과 아울러 비보존력의 크기가 시간에 따라 변화하는 맥동종동력(pulsating follower force)이 구조물에 작용 할

때의 모델에 대한 연구도 수행되었다.

앞서 언급한 연구들은, 우주 공간에 떠있는 구조물의 모사를 위한 모델로 보, 판 및 쉘의 경계조건이 모두 자유인 모델을 사용하여,

강체 모드가 나타나게 되므로 세심한 주의가 필요하다.

이상의 연구를 진행하는 동안 한국과학재단과 문교부의 연구 지원을 받았다.

또한, 종동력을 받으며 운동하는 구조물에 형성될 수 있는 크랙의 위치와 크기에 따른 동적 안정 특성의 변화를 고찰하였다.

즉, open crack 과 closed crack 모델을 소개하고, open crack 모델을 택하여 종동력을 받으며 운동하는 보에 대한 동적 안정특성

변화를 살펴보았다.
이는 Missile 혹은 로케트를 구조역학적인 관점에서 단순화한 모델로 이상화한 것으로서 판 및 쉘 모델을 사용한 여러 가지 모델

해석에도 고려될 수 있는 문제일 것으로 사료된다.

그리고, 보의 재질 특성으로 점탄성효과를 고려한 모델을 복합재료 외팔보에 적용하고, 여기에 보존력 혹은 비보존력이 작용

할 때의 동적 안정 특성 변화를 살펴보았다.

최근에는 액체추진제의 출렁임(Sloshing)을 고려한 발사체의 동적 안정성과 시간에 따라 질량이 변하는 고체추진제를 사용하는

발사체의  동적 안성성에 관한 연구를 하고 있다. 또한, 지능형 재료(smart materials)를 사용하여 발사체의 동적 성능향상에 관한

연구를 수행하고 있다.
 
이와 같은 연구 결과와 현재 수행되고 있는 연구 결과를 토대로 좀 더 실제적인 발사체의 동적 안정성 설계 및 해석에 체계적으로

접근해 볼 수 있을 것으로 사료된다.