본 연구는 고체 추진기관의 각종 밀봉 부에 많이 사용되는 O-링의 설계시 고려되는 각종 형상인자의 변화에 따른 O-링의 거동과 응력 상태를 분석하여 설계 최적조건을 찾기 위한 내용을 다루고 있다. 조립 부의 내외경과 조립 공차, 챔퍼길이와 각도, 조립 홈의 외경, 깊이, 폭, 구성반경, O-링의 내경과 선 직경 등의 설계 변수에 의한 조립부 형상과 재료의 물성치, 유한요소 선택 및 요소 분할, 경계조건, 하중조건, 접촉부 정의 등을 MSC/PATRAN3의 $PCL^{[1]}$/로 프로그래밍 하여 설계변수에 의한 결과 분석을 손쉽게 수행할 수 있도록 시도하였다 고무의 Hyperelastic 물성치는 문헌상의 자료$자료^{[2]}$에 제시된 Ogden 상수를 사용하였으며 추후에는 인장시험, 순수전단시험, 이 축 인장시험을 통해 실험적으로 측정$^{[3]}$ 하여 적용할 예정이다. 고무의 대변형, 대 변형률을 고려한 비선형 응력해석은 MSC/PATRAN3의 Advanced FEA 모듈과 ABAQUS 5.5를 사용하였다. 본 연구에서의 해석결과를 설계변수들의 영향을 비교 분석하는데 사용하였으나 그 정확도가 입증된 상태는 아니며 추후 실제 조립 및 수압시험을 통해 평가할 예정이다.

로켓모타의 연소관은 구조적인 편의성 및 경량화를 위하여 도옴-실린더부와 실린더-노즐부에 나사체결방법을 많이 적용하고 있는데, 나사의 골부위에 집중응력이 발생하여 인장강도를 넘는 응력이 발생하는 경우가 있다. 본 연구에서는 나사의 골부위의 응력수준을 좀 더 정확히 예측하기 위하여 나사체결시 작용하는 조립 토오크에 의한 초기하중을 고려한 구조해석을 수행하였으며, 나사부위에 발생하는 응력이 항복강도를 초과하므로 정확한 해석을 위하여 탄소성해석을 수행하였다. 조립 토오크에 의한 초기하중은 나사체결 멈춤부에 음(-)의 접촉 간극을 부여하여 모델링하였으며, 조립 토오크의 크기는 나사체결 근접부에서 변형률을 측정하여 모사하였다. 해석결과 초기하중을 고려하여 구조해석을 수행하면 최대예상 작동압력에서 초기하중의 영향은 거의 나타나지 않았으며, 마찰계수를 감소시키면 최대응력이 감소하여 구조적 안전성이 증가할 것으로 판단된다.

In this study the heat transfer and fluid flow of the molten pool in stationary gas tungsten arc welding using argon shielding gas were investigated. Transporting phenomena from the welding arc to the base material surface, such as current density, heat flux, arc pressure and shear stress acting on the weld pool surface, were taken from the simulation results of the corresponding welding arc. Various driving forces for the weld pool convection were considered, self-induced electromagnetic, surface tension, buoyancy, and impinging plasma arc forces. Furthermore, the effect of surface depression due to the arc pressure acting on the molten pool surface was considered. Because fusion boundary has a curved and unknown shape during welding, a boundary-fitted coordinate system was adopted to precisely describe the boundary for the momentum equation. The numerical model was applied to AISI 304 stainless steel and compared with the experimental results.

The goal is to assess the effect of fatigue loading on mechanical properties of Fiberite 934/T300 laminates of pressure vessel using the recent variational mechanics analysis. This analysis has been useful in providing fracture mechanics interpretation of matrix microcracking in cross-ply laminates. This paper describes using the new energy release rate analysis for a fracture mechanics based interpretation of microcrack formation during fatigue loading. The master plot by modified Paris-law gives a complete characterization of a material system's resistance to microcrack formation.

현재 로켓. 추진연소관을 제작하는데 이용되고 있는 유동성형공정을 유한요소기법을 이용 해석을 수행하였으며 또한 기존 해석접근법과의 비교도 기술 되어 있다. 대부분의 기존 해석방법은 압출공정의 유사성에 근거하여 해석이 수행되어 왔던 반면 본 연구에서는 유동성형 공정을 연속적인 쐐기 압인과의 유사성으로 보아 해석을 수행하였다. 그 해석결과로는 유동성형시 발생되는 성형된 부분에서의 두께증가량이 예측되었다. 또한 공정후 비롯되는 격자 형태는 유사하나, 응력 등 다른 변수들의 분포가 압출공정에 근거한 해석결과와 상이하게 나타났다.

DYGABCD 프로그램을 이용해 선형모델의 구성에 필요한 시스템 행렬을 구하고 최소자승법을 이용하여 실시간 선형모사를 행한 후 DYNGEN 프로그램을 이용한 비선형 모사와 비교하여 그 타당성을 입증하였다. 그리고 가제어성과 가안정성을 시험하여 시스템에 대해 제어기설계가 가능한지 확인하고 엔진의 성능과 직결되는 터빈입구 온도의 Overshoot 제어를 위해 고전적 제어기법인 PI제어기와 현대적 최적제어기법인 LQR 제어기를 설계하여 각각의 성능을 비교해 보았다.

Numerical simulations have been conducted to characterize unsteady flow structures in an axisymmetric supersonic inlet diffuser with sinusoidal pressure oscillations at the diffuser exit. The formulation is based on the unsteady Navier-Stokes equations and turbulence closure is achieved using a two-layer model with a too-Reynolds-number scheme for the near-wall treatment. The governing equations are formulated in an integral form, and are discretized by the four-stage Runge-Kutta scheme for temporal terms and the Harten-Yee upwind TVD scheme for convective terms. Results indicated that the inlet shock characteristics are significantly modified by acoustic oscillations originating from the combustor. The characteristics of shock/boundarv-layer interactions (such as the size of separation bubble, terminal shock shape, and vorticity intensity) are also greatly iufluenced by the shock oscillation due to acoustic waves.

A wave equation and a comprehensive linear combustion model are developed for ramjet and afterburner combustion instability predictions. Modal analysis is used to develop general results for frequencies and damping factors and examples of their applications are given.

내열 복합 재료에 사용되는 경화된 페놀 수지(DURITE SC-1008)의 열분해 상수를 알아보기 위하여 Henderson and Freidman 분석법을 이용하여 반응 속도 상수를 구하였다. 가열 속도는 5,10, $20^{\circ}C$/min으로 변화 시켰으며 각각의 중량 감소 곡선으로부터 속도 상수 값을 구하였다. 열분해 반응은 크게 두 구간으로 나누어 진행되었으며 이러한 반응을 모사하기 위하여 반응 구간에 따른 속도 상수 값을 구하였다. 또한 실험 상수 값의 정확성을 확인하기 위하여 이론 열중량 곡선식을 직접 유도하여 상수 값을 대입한 결과 그 차이는 상관 계수가 1.19로써 실제 실험 값과 이론식에서 얻어진 값이 거의 일치되었다 그러므로 열분해 반응을 모사하기 위해서는 변화된 가열 속도에 따라서 중량 감소량을 구한 후 열분해 반응 구간을 분리하여 반응 상수론 구하는 것이 필요하다.

발사관의 밀폐 및 분리성능을 위해 앞, 뒤 덮개의 재질을 내열성이 높고, 수분흡수성이 낮은 Noryl Plastic 재질로 선정하여 기계적 물성을 확인하였으며 덮개의 형상설계를 하였다. 유한요소 구조해석을 수행하여 분포하중 및 집중하중에 의한 응력상태를 고찰하고 분리성능을 검증하기 위해 공압 및 유도탄 충돌시험을 수행하였다. 이상의 과정를 통하여 개발된 덮개는 여러 가지 체계요구조건을 만족시켜 주는 것을 알 수 있다.

Flaw classification and sizing are very essential issues in quantitative ultrasonic nondestructive evaluation of various materials and structures including weldments. For performing of these tasks in an automated fashion, we are developing an intelligent ultrasonic evaluation system with a multi-axis portable scanner which can do consistent and efficient acquisition and processing of ultrasonic flaw signals. Here we present our efforts to develop of this intelligent system including design of the portable scanner, acquisition and processing of ultrasonic flaw signals, display of pseudo 3-D image of flaws, and classification and sizing of flaws in weldments.

X-선 회절법에 의하여 Graphite 화이버-알루미늄 매트릭스 복합 재료 계면에서의 잔류 응력을 정량적으로 측정하였다. X-선 회절법으로 측정한 잔류 응력 값과 수치 해석 모델 계산 결과와 비교하였다. 모델 계산 결과보다 낮은 측정 결과를 얻었으며 이는 매트릭스의 응력 이완 또는 화이버의 basal palne sliding 현상에 기인한 것으로 추정된다.

고연소속도 HTPB/AP 추진제를 얻기 위하여 현재 각광받고 있는 3종의 철화합물 연소촉매를 선정하여 연소속도 증진효과와 기계적 특성, 공정성 및 노화특성에 미치는 영향을 검토하였다. 사용한 철 화합물은 HTPB 프리폴리머에 silicone-ferrocene이 그라프트된 $BUTACENE^$\circledR$$ 과 결합제 역할을 하는 acylaziridinyl ferrocene(AAF), 그리고 입자크기가 30nm인 $NANOCAT^$\circledR$$ superfine iron oxide(SFIO)이었다. 이들 철 화합물을 추진제에 적용한 결과 공정성의 경우 $BUTACENE^$\circledR$$ 은 혼합점도가 높았으나 pot life의 감소는 없었으며 AAF와 SFIO는 혼합점도는 비교적 낮은 반면 pot life가 현저히 감소하는 경향을 보였다. 추진제의 노화거동은 연소촉매를 사용하지 않았을 때보다 저하되었으나 metal deactivating 산화방지제인 $PRO-TECH^$\circledR$$ 과 함께 사용할 경우 공정성 및 노화특성 모두 바람직한 수준으로 향상되었다. 기계적 특성은 SFIO를 제외하고는 저하되었으며 $BUTACENE^$\circledR$$ 은 프리폴리머로서, AAF는 결합제로서의 기능이 다소 미흡하였다. 한편 연소촉매의 함량에 따른 촉매효과는 AAF>SFIO>$BUTACENE^$\circledR$$ 순이었고 철 함량 측면에서는 AAF>$BUTACENE^$\circledR$$ >SFIO 순이었다.

추진제 연소 기체의 연기도(degree of smoke)의 정량적 측정을 위하여 설계, 제작된 Smoke Chamber를 이용하여, 고체 추진제의 연소 기체에 대한 연기도의 측정 기법을 확립하였으며, 몇가지 유연성 및 무연성 혼합형 고체 추진제 조성들과 복기형 추진제의 연소 기체에 대하여 온·습도 조건의 변화에 따라 연기도를 측정하여 결과를 종합, 분석하였다. 그 결과, Smoke Chamber장비를 이용한 측정을 통하여 추진제 연소 기체중의 연기 생성도를 정량화 함으로써, 기후 조건과 추진제 조성에 따른 연기도의 차이를 구분할 수 있었으며, 일차 연기(primary smoke)와 이차연기(secondary smoke)의 생성 조건 및 이들의 분리 측정이 가능하다는 결론을 얻었다. 측정 파장 영역에 대한 확장을 통하여 측정 범위룰 보완한다면, Smoke Chamber System은 향후 고체 추진제의 연소 기체의 연기 특성의 파악 및 로켓 모터 plume 연구의 기초 자료 획득에 유용하게 이용될 수 있다고 판단된다.

접촉발화성 액체추진제를 사용하는 소형 추진기관의 성능을 확인하기 위해 핵심 부품의 상온 성능 시험 및 추진기관 조립품의 연소성능시험을 실시하여 추력 400 파운드급의 로켓엔진의 설계성능을 확인하였다. 로켓엔진의 성능측정은 요소분사기의 미립화, 혼합성능의 측정을 위한 상온수류시험과 추진기관 조립체의 지상연소시험으로 실시하였으며, 연소성능은 산화제로 질산을 연료로는 아민계 혼합물로 구성된 접촉발화형 이원 액체추진제를 사용하여 가압방식에 의해 연소실에 분사하는 방법으로 수행하였다. 성능시험결과는 설계성능 및 이상성능과 비교함으로서 이들의 상관관계를 파악하였다.