열분해 특성상수를 활용한 탄소/페놀릭 복합재료의 온도분포 해석

The Analysis of the temperature distribution in Carbon/Phenolic composite by thermal decomposition parameters

탄소/페놀릭 복합재료가 높은 온도에서 열분해 되는 현상을 연구하기 위하여 열중량분석기(TGA)가 이용되었다. 높은 온도와 다양한 하중조건에서 운용되는 고체 추진기관의 열방호 시스템으로 적합한 재료를 분석하고 개발하는데 연구목적이 있다. 실제 연소조건과 유사한 온도 상승속도를 고려하기 위하여 열분해 특성상수 값은 1000 K/min인 경우로 예측된 값을 FEM 해석코드 자료로 활용하였다. 온도 분포는 실험 결과 값과 같은 거동을 보였으며 열분해 깊이는 ${\pm}1mm$ 이내에서 해석 결과와 잘 일치 하였다.

The thermal degradation of carbon fiber reinforced phenolic composites have been studied at high temperature by using thermogravimetry analysis (TGA). The aim is that ultimately it can be used to predict the service temperature during solid rocket firing for any level and type of mechanical loading and to recommend protection systems required. To simulate the high heating rate in firing condition, the modified thermal decomposition constant (1000 K/min) was used for FEM analysis. The temperature distribution and the thickness of thermal decomposition were estimated well and we could predict the thickness of thermal decomposition within ${\pm}1mm$.