금속재와 복합재 이종구조물로 된 압력용기의 설계이론 개발

Development of a design theory of a pressure vessel with combined structure of the metal and the composite

수십 msec의 단시간에 큰 추력을 발생시키는 임펄스모타의 무게를 가볍게 하기 위하여 금속재와 복합재를 조합하여 수만 psia의 초고압을 지탱하는 압력용기의 설계이론을 개발하였고, 탄소성 구조해석을 통하여 이론식의 타당성을 입증하였다. 임펄스모타의 연소관을 이론식으로 설계하고 제작하여 유압시험과 지상연소시험을 실시하였다. 실험결과의 파열압력은 설계식과 구조해석 결과로 예측한 값과 유사한 값을 보였다. 본 논문의 설계이론을 통하여 설계단계에서 가볍고도 충분한 안전율을 갖는 고압용기를 간단히 설계할 수 있게 되었다.

A thery was developed to design a high pressure vessel with combined structure of the metal and the composite to withstand the pressure of several tens of thousands psias to reduce the weight of the impulse motor which produces high level of thrust within several tens of seconds. The elastic-plastic stress analyses were carried out to prove the validity of the design theory A combustion chamber of the impulse motor was designed by the design theory, fabricated, and tested by the hydraulic pressure and the static firings. The bursting pressures from the tests were compared to those predicted by tile design theory and the stress analyses and found to be almost the same. It will be possible to design the high pressure vessel with combined structure of the metal and the composite very easily by the proposed design theory.