(Department of Materials Engineering, Hankuk Aviation University)
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(Department of Aeronautical Engineering, Hankuk Aviation University)
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(Department of Machanical Engineering and Design, Hankuk Aviation University)
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(한국항공대학 항공재료공학과)
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(한국항공대학 항공기계공학과)
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(한국항공대학 기계설계학과)
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The purpose of this study is to develop a data base for material selection of turbofan engines, which is preferred in these days on many application due to their high performance with economical operation. Hundreds of Super Alloys have been developed by this time, each having special properties. Since it is very difficult task for a design engineer to select materials of adequate Properties for specific engine components, a good data bate is strongly desired to manage informations on various kinds of materials. However, no basic research is reported in this area so far in our country. The operating conditions such as temperature, pressure, rpm of spools are assumed to be provided by other mechanical studies. Creep rupture strength, corrosion resistance, yield strength, thermal expansion, melting point, etc., are considered as typical properties in this study to search a group of candidate materials. Formability, manufacturing or purchase cost can also be important variables to be considered. As a result of this study, a user-friendly computer program has been developed for input of new material information, interactive material selection, and output of selection results. Finally, discussion is presented from. the viewpoint of materials engineering. A method to evaluate the performance of the selected materials is also suggested.
본 연구의 목적은 항공기용 터어보팬 엔진의 재료선정을 위한 데이타 베이스를 구축하는 것이다. 터어보팬 엔진은 고성능이면서도 연료소모율이 적어 경제적인 운용이 가능하므로 최근 여러 용도로 사용되고 있는 엔진이다. 현재 서로 다른 특성을 가진 수백종의 초내열재료들이 개발되어 있는데, 한 엔진설계자가 어떤 엔진요소에 사용할 재료를 선택한다는 것은 매우 어려운 작업이다. 따라서 수 많은 재료에 대한 정보를 관리할 수 있는 데이타 베이스가 절실히 요구되고 있으나, 국내에서는 아직 이 방면의 기초연구가 이루어져 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 재료공학적 관점에서 초내열재료의 대표적 성질로서 고온강도, 내식성, 내산화성, 항복강도, 열팽창계수, 융정등을 고려해서 후보재료를 선정할 수 있도록 하였다. 이외에도 성 형성이나 제조단가등도 고려해야할 변수가 된다. 본 연구에 의해 사용자의 편의를 고려한 전산프로그램이 개발되었으며, 이를 이용하여 새로운 재료정보의 입력, 요구 재료선정 및 선정결과의 출력등이 가능하다. 끝으로 선정된 재료에 대한 성능검토도 실시하였다.