Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences (한국항공우주학회지)

The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences (한국항공우주학회)
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Low-Temperature Deformation Behavior of a Stainless Steel for the Thrust Chamber Mixing Head

연소기 헤드용 스테인리스강의 저온 변형 거동

  • 이금오 (한국항공우주연구원 발사체연구본부) ;
  • 류철성 (한국항공우주연구원 발사체연구본부) ;
  • 최환석 (한국항공우주연구원 발사체연구본부)
  • Published : 2009.11.01
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Abstract

The predictions of the material behavior for the structural stability of thrust chamber mixing head at very-low temperatures are very important since the head is highly pressurized by the liquid oxygen with very-low temperatures and experiences impact load by the thrust of combustion chamber. The constitutive equation to express tensile deformation behavior of the material at very-low temperature to predict deformation behavior of the mixing head is formulated by composition of thermal component and athermal component based on dislocation energy barrier model suggested by Kocks. Also, increase of thermal stress components by the increase of obstacles at low temperatures is formulated to the equation similar with Ramberg-Osgood equation. The suggested model predicted well the material's behavior at the wide temperature ranges from very-low temperature to ambient temperature.

연소기 헤드부는 극저온 유체인 액체산소가 고압으로 작동하고, 동시에 연소기의 추력으로 인한 하중을 받기 때문에, 극저온에서의 헤드의 구조 안정성 해석을 위한 재료의 변형 거동 예측은 매우 중요하다. 헤드부의 변형 거동을 예측하기 위해 재료의 저온에서의 인장 변형 거동을 묘사할 수 있는 구성 방정식을 Kocks의 전위 에너지 장벽 모델을 바탕으로 열적 요소와 비열적 요소의 결합으로 구성하였으며, 극저온에서 장애물들의 증가로 인한 응력의 열적 요소의 증가를 묘사하기 위해서, 장애물로 인해 발생하는 응력 요소를 Ramberg-Osgood 형태의 식으로 구성하였다. 본 모델은 극저온과 상온의 넓은 온도 영역에서 재료의 변형 거동을 잘 예측하였다.

Keywords

References

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