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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 강신유
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수18
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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본 논문은 소형풍력 발전시스템 중 바람의 운동 에너지를 기계적 에너지로 변환 하는 블레이드의 안정성을 검토 하고 기존 블레이드 보다 강성이 높고 경량화 된 블레이드를 위해 설계개선을 제안하는 논문이다. 본 논문에서 사용된 블레이드는 비강도, 비강성 및 피로특성이 우수한 복합재로 구성되어 있다. 이러한 복합재 해석을 위해 유한요소해석을 통해 구조해석을 수행하였고, 신뢰성 검증을 위해 복합재 인장시편시험과 정하중 시험을 실시하였다. 수행한 결과 기존 블레이드의 안정성을 검토하였다. 복합재료 블레이드에 대한 기존 연구는 대부분이 구조설계와 해석에 집중되어 있으며, 복합재료 블레이드의 구조개선을 위한 최적화 연구는 거의 없는 실정이다. 또한 섬이나 고지대에 설치되는 풍력 발전기의 특성상 한번 설치하면 장기간 운전되며 유지보수에 어려움이 있기 때문에 높은 신뢰성이 요구된다. 따라서 구조적으로 강성이 높고 경량화 된 블레이드가 필요하다. 강성이 높고 경량화 된 블레이드를 설계하기 위해 구조해석 결과로부터 복합재료로 구성된 블레이드의 변위량과 안전계수를 계산하고 이를 통해 치수최적설계와 재료최적설계를 수행하였다. 치수최적설계 시 설계변수는 시어 웹의 적층각도와 적층두께로 선정하였고, 목적함수는 안전계수와 중량으로 선정하였다. 재료최적설계를 위해 기존 블레이드에 적층된 GFRP에서 CFRP로 변경하여 수행하였다. 본 논문에서 치수최적설계와 재료최적설계를 통해 구조개선을 수행하여 기존의 설계된 블레이드와 비교하여 강성이 높고 경량화 된 블레이드를 재설계하였고, 또한 재설계된 블레이드의 구조적 안정성도 검토하였다.
목차
목 차목차 ⅰList of Figures ⅲList of Tables ⅴⅠ. 서론 11.1 연구배경 및 필요성 11.2 연구목표 및 연구내용 3Ⅱ. 기존 블레이드 시험 및 구조해석 방법 52.1 블레이드 정보 62.2 복합재 인장시편 시험 72.3 구조해석 모델링 102.4 정하중 시험 11Ⅲ. 기존 블레이드 시험 및 구조해석 결과 133.1구조해석 결과 133.1.1 정적해석 결과 133.1.2 모드해석 결과 163.1.3 좌굴해석 결과 193.2 정하중 시험 결과 223.3 결과 비교 및 분석 24Ⅳ. 블레이드 설계개선 274.1 설계개선 전 블레이드 구조 274.2 치수최적설계 294.2.1 안전계수 최적화 304.2.1.1 시어 웹 304.2.1.2 스파 캡 344.2.2 중량 최적화 374.2.3 치수최적설계 신뢰성 검토 414.3 재료최적설계 424.4 설계개선 결과 434.4.1 치수최적설계 결과 434.4.2 재료최적설계 결과 444.5 설계개선 된 블레이드 안정성 검토 및 결과 45Ⅴ. 결론 49□ 참고문헌 51□ Abstract 52
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