복합재 쿼드콥터의 진동 특성 분석과 공진 회피에 대한 연구
Research of Vibration Analysis and Resonance Avoidance Design of Composite Quadcopter
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초록
본 연구에서는 복합재료가 적용된 쿼드콥터의 진동 특성을 분석하고, 공진에 대해 회피 설계 및 해석을수행하였다. 로터-암의 파이프가 복합재료로 구성된 상용 쿼드콥터의 플랫폼을 모사하고 상용 해석 프로그램을이용하여 진동 특성 분석을 하였다. 실제 적층 배열을 해석에 적용하고, 참고 문헌과의 비교를 통해 신뢰성을 판단하였다. 그리고 모터의 가동범위 내에 특정 모드의 고유 진동수가 포함되는 것을 확인하였다. 기존 모델에서 적층 배열, 로터-암의 길이, 두께의 총 3가지의 변수를 선정해 공진 회피 설계를 수행하였다. 공진 회피 설계의 3가지 변수에서 각 해석의 결과를 비교한 후, 공진 회피 설계의 효율성 측면에서 방향을 제시하였다.
Abstract
In this research, the vibration characteristics of composite quadcopter are analyzed, and avoidance design and analysis are performed to avoid resonance. The full platform of a commercial quadcopter with composite rotor arm is analyzed to see the vibration characteristics using FEM program. The manufactured stacking sequences of rotor arm is used for analysis, and the natural frequencies are compared with experimental results and simple analytic model results. It is also confirmed that the natural frequency of the particular mode is included within the operation range of the motor. The resonance avoidance design is carried out by selecting three variables from the existing model: stacking sequence, rotor-arm pipe length, and pipe thickness.
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