한국해양대학교

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有限要素法을 利用한 船舶用 複合材 프로펠러의 構造特性 및 安定性에 관한 硏究

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dc.contributor.advisor 김종호 -
dc.contributor.author 김은빈 -
dc.date.accessioned 2019-12-16T02:41:08Z -
dc.date.available 2019-12-16T02:41:08Z -
dc.date.issued 2017 -
dc.identifier.uri http://repository.kmou.ac.kr/handle/2014.oak/11310 -
dc.identifier.uri http://kmou.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000002324983 -
dc.description.abstract Composites are used in many kinds of fields such as the aircrafts, vehicles and wind turbines because they have the advantages of high strength, high rigidity, corrosion resistance and light weight compared to metal materials. In the marine industry, composite materials have been used exclusively for ship and yacht hulls, but more recently, research has focused on applying composites to marine propellers. The widespread use of composite materials and the development of production technology have reduced production costs, so it can be said that the composite materials have great potential as marine propellers. In this study, the author carried out mechanical tests of CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) specimens that can be adopted as a new marine propeller material. Consequently, CFRP materials exhibited higher strength than NAB(Nickel Aluminum Bronze casting) which is conventionally used as material for marine propellers. And this thesis is focused on comparison of the static analysis and vibration characteristics of CFRP propeller with NAB propeller by finite element method(FEM) using ANSYS. As a result of analysis, CFRP propeller has higher safety factor than NAB propeller under the same conditions and it is more safer from the risk of vibration engineering problem. It is also confirmed that CFRP material is a new material for propellers by reducing the weight about 80% compared to conventional NAB propellers. -
dc.description.tableofcontents 제1장 서 론 1 1.1 연구의 배경 1 1.2 연구의 내용 및 구성 3 제2장 선박 프로펠러에 대한 이론해석 4 2.1 프로펠러 개발 흐름도 4 2.2 프로펠러 이론 5 2.2.1 프로펠러 운동량 이론 5 2.2.2 블레이드 요소 이론 10 2.3 프로펠러 블레이드의 강도 13 2.3.1 추력에 의한 전단력과 굽힘모멘트 14 2.3.2 토크에 의한 전단력과 굽힘모멘트 17 2.3.3 블레이드 현에서의 굽힘모멘트 26 2.3.4 원심력에 의한 굽힘모멘트 27 2.3.5 블레이드의 강도 30 2.3.6 블레이드의 진동 31 제3장 복합재(CFRP) 특성 고찰 34 3.1 복합재(CFRP)의 개요 34 3.2 복합재료 성형법(VARTM) 37 3.3 VARTM에 의한 CFRP 성형 공정 39 3.4 프로펠러 적용소재의 기계적 특성 평가 39 3.4.1 인장시험 39 3.4.2 압축시험 43 3.4.3 전단시험 47 3.4.4 굴곡시험 51 3.4.5 시험 결과 및 물성치 산정 56 제4장 유한요소 해석을 위한 모델링 57 4.1 복합재 구성방정식 57 4.1.1 이방성 재료 관계식 57 4.1.2 재료의 대칭조건 58 4.1.3 이방성 재료에 대한 후크의 법칙(Hooke's law) 58 4.1.4 응력 변환 및 변형률 변환 60 4.1.5 직교 이방성 탄성체의 강성행렬과 순응행렬 62 4.2 프로펠러 형상 및 제원 65 4.3 프로펠러의 모델링 및 유한요소 모델 65 제5장 유한요소법을 이용한 구조 해석 68 5.1 프로펠러의 단면 물성 68 5.2 프로펠러의 재료별 구조 해석 68 5.2.1 NAB 프로펠러의 구조해석 및 결과 70 5.2.2 CFRP 프로펠러의 구조해석 및 결과 70 5.3 프로펠러의 재료별 진동 해석 74 5.3.1 NAB 프로펠러의 진동해석 및 결과 74 5.3.2 CFRP 프로펠러의 진동해석 및 결과 79 제6장 결 론 84 참고문헌 86 -
dc.format.extent 86 -
dc.language kor -
dc.publisher 한국해양대학교 대학원 -
dc.rights 한국해양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다. -
dc.title 有限要素法을 利用한 船舶用 複合材 프로펠러의 構造特性 및 安定性에 관한 硏究 -
dc.type Dissertation -
dc.date.awarded 2017-02 -
dc.contributor.alternativeName Kim, Eun-Bin -
dc.contributor.department 대학원 기관시스템공학과 -
dc.contributor.affiliation 한국해양대학교 대학원 -
dc.description.degree Master -
dc.subject.keyword Marine Propeller, Composites, CFRP, FEM -
dc.type.local Text -
dc.title.translated A Study on the Structural Characteristics and Stability of Composite Propeller for Ships Using Finite Element Method -
dc.contributor.specialty 동력기계재료전공 -
dc.identifier.holdings 000000001979▲000000006780▲000002324983▲ -
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기관시스템공학과 > Thesis
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