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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김재훈
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
이 논문의 연구 히스토리 (6)
2014
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고체추진제는 강화재로 사용되는 입자들과 바인더로 사용되는 메트릭스로 구성되어 있다. 첨가되는 강화재와 메트릭스의 종류에 따라 다양한 기계적 성질을 갖는다. 항공우주 산업에서 고체추진제는 제작, 운반 및 저장 등 다양한 상황에서 응력을 받는 상황에 노출될 수 있다. 이러한 응력에 의해서 고체추진제가 충격을 받아서 균열이 생길 수 있다. 이렇게 생긴 균열에 의해, 실제 연소 시에 연소면적이 넓어지게 되고 과도한 연소가 발생할 수 있다. 결국, 로켓 모터의 설계치 이하의 성능을 발휘하거나 심할 경우에는 파손까지 이르는 위험한 상황이 발생할 수도 있다. 그러므로 고체추진제의 정확한 특성 파악을 위한 균열 거동 평가가 필요한 상황이다.
고체추진제는 점탄성의 성질을 가진 재료로서 온도와 변형 속도에 큰 영향을 받는다. 그리고 이 재료는 저장 및 사용 환경이 다르고 사용 목적에 따라 가해지는 압력도 다르기 때문에 정확한 특성 파악을 위해서는 다양한 조건들에서의 특성을 고려할 필요가 있다. 균열을 가지고 있는 고체추진제의 균열진전 거동을 분석하기 위해서 다양한 시험 속도 및 시험 온도 조건을 선정해서 균열진전시험을 수행할 필요가 있다.
본 논문에서는 고체추진제의 균열진전 특성을 평가하기 위해서 균열진전시험을 수행하였다. 고체추진제의 점탄성 특성을 고려하기 위해서 다양한 온도와 변형속도 조건에서 균열진전 시험을 진행하고, 각각의 시험 온도에 따른 파괴거동을 분석하기 위해서 SEM 촬영을 통해서 파단면을 관찰하였다. 또한 고체추진제의 균열진전 양상을 보기위해 디지털 이미지 상관법을 사용해서 변형률 분포도를 분석할 것이다. 그리고 이 기법을 통해서 재료에 균열이 진전될 때의 변형률장을 거시적으로 나타낼 것이다. 본 논문의 연구내용을 요약하면 다음과 같다.
(1) 고체추진제의 균열진전 거동 시험을 다양한 온도와 변형속도 조건에서 수행한다. 시험을 통해 얻어진 데이터를 사용해서 응력확대계수와 균열진전 속도를 계산하였다.
(2) 시험으로 얻은 결과를 토대로 균열진전의 저항성에 대한 온도 및 변형속도의 영향을 분석을 분석하기 위해 균열저항 선도를 작성하였다. 시험 속도와 온도 변화에 따라 각각 비교 및 분석하였다.
(3) 디지털 이미지 상관법을 통해서 고체추진제 표면의 변형률 분포도를 분석하여 균열선단 및 선단 근방의 변형률 분포도를 평가하였다.
(4) 각각의 시험온도에 따른 파단면을 SEM으로 촬영해서 고체추진제의 균열 진전시 특성을 파악하였다.
고체추진제는 점탄성의 성질을 가진 재료로서 온도와 변형 속도에 큰 영향을 받는다. 그리고 이 재료는 저장 및 사용 환경이 다르고 사용 목적에 따라 가해지는 압력도 다르기 때문에 정확한 특성 파악을 위해서는 다양한 조건들에서의 특성을 고려할 필요가 있다. 균열을 가지고 있는 고체추진제의 균열진전 거동을 분석하기 위해서 다양한 시험 속도 및 시험 온도 조건을 선정해서 균열진전시험을 수행할 필요가 있다.
본 논문에서는 고체추진제의 균열진전 특성을 평가하기 위해서 균열진전시험을 수행하였다. 고체추진제의 점탄성 특성을 고려하기 위해서 다양한 온도와 변형속도 조건에서 균열진전 시험을 진행하고, 각각의 시험 온도에 따른 파괴거동을 분석하기 위해서 SEM 촬영을 통해서 파단면을 관찰하였다. 또한 고체추진제의 균열진전 양상을 보기위해 디지털 이미지 상관법을 사용해서 변형률 분포도를 분석할 것이다. 그리고 이 기법을 통해서 재료에 균열이 진전될 때의 변형률장을 거시적으로 나타낼 것이다. 본 논문의 연구내용을 요약하면 다음과 같다.
(1) 고체추진제의 균열진전 거동 시험을 다양한 온도와 변형속도 조건에서 수행한다. 시험을 통해 얻어진 데이터를 사용해서 응력확대계수와 균열진전 속도를 계산하였다.
(2) 시험으로 얻은 결과를 토대로 균열진전의 저항성에 대한 온도 및 변형속도의 영향을 분석을 분석하기 위해 균열저항 선도를 작성하였다. 시험 속도와 온도 변화에 따라 각각 비교 및 분석하였다.
(3) 디지털 이미지 상관법을 통해서 고체추진제 표면의 변형률 분포도를 분석하여 균열선단 및 선단 근방의 변형률 분포도를 평가하였다.
(4) 각각의 시험온도에 따른 파단면을 SEM으로 촬영해서 고체추진제의 균열 진전시 특성을 파악하였다.
목차
List of Tables iiiList of Figures iv1. 서론 11.1 연구배경 11.2 연구동향 31.3 연구목적 및 내용 62. 관련이론 82.1 응력완화 현상 82.2 응력확대계수 계산 방법 92.3 균열진전속도 계산방법 102.4 디지털 이미지 상관법 112.5 점탄성 재료의 멱법칙(Power law) 143. 재료 및 시험방법 153.1 시험재료 및 시험편 153.2 균열진전거동 시험방법 174. 실험 결과 및 고찰 194.1 시간에 따른 균열길이 변화 194.2 온도 변화에 따른 균열 저항 선도 224.3 균열진전 시점의 거동 예측 294.4 균열진전 경향 및 속도 324.5 응력확대계수와 균열진전속도의 상관관계 364.6 균열선단의 변형률장 평가 385. 결 론 416. 참고문헌 43ABSTRACT 46
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