프로펠러 내부충진재의 고온 압축 시험과 대체 소재 탐색 - 정상원 (The Graduate School, Ajou University, 2023)
UAM 생태계 발전이 가속화되면서 분산추진 유/무인 비행기에 대한 청사진 및 개발과 투자가 확대되고 있다. 다수의 소형 추진장치를 이용한 분산추진 기체를 위해서는 이전보다 많은 수량의 프로펠러 블레이드가 제작되어야 한다. 최신 프로펠러 블레이드는 탄소복합섬유를 사용한 샌드위치 구조로 제작되어 높은 비강성, 비탄성 이루었다. 그 내부에는 단면 강성계수를 높이기 위한 내부충진재로서 발포플라스틱이 사용되며, 높은 기계적 강성과 저밀도, 낮은 수분흡수율 등으로 복합소재/레진 압축 성형 공정에 유리한 특징을 가지고 있다. 그러나, 고온 압축을 겪는 내부충진재의 설계 치수 선정을 위한 정량적 정보가 부족하기 때문에 내부충진재의 두께를 결정하는데 어려움이 따른다. 그 결과, 두꺼운 코어기재가 표면재(Skin)을 압착하여 표면 결함을 발생하거나 불필요한 중량 증가를 가져온다. 본 연구에서는, 대표적인 발포플라스틱 코어기재인 PMI 폼이 샌드위치 핫 프레스(Hot press) 성형 중 겪는 조건을 모사하고자 시험 치구를 고안하였다. 제작된 시험 치구를 사용해 고온 압축 시험을 진행하고 내부충진재의 두께 설계 선정을 위한 정량적 자료를 마련하고자 시도하였다. 또한 시험 결과를 분석하여 고온 압축 성형 공정 중 일어나는 폼 코어의 두께 변화에 대한 이해를 돕고자 하였다. 마지막으로, PMI를 대체할 수 있는 소재에 대한 탐구를 진행하였다.
학위논문(석사)--기계공학과,2023. 2
Keywords: 고온 압축 시험; 블레이드; 영구압축줄음률; 폼코어