Abstract
In the structural analysis of a launch vehicle, the construction of loading functions and the determination of responses to them are very important. Among many kinds of loads, acoustic load generated by exhaust is a random load that can be described in a statistical manner. In this study, loading functions corresponding to the acoustic loads are constructed and applied to the structural analysis of launch vehicle. Acoustic loading functions are constructed using source allocation method. Structural analyses are carried out by using finite element modelling and frequency response function of finite element model. The stresses resulting from acoustic loads and acceleration power spectral density functions at interfaces of each section are calculated. These analyses are essential for the development of environmental test specifications and associated dynamic design requirements which are necessary to ensure overall vehicle reliability.
발사체의 구조해석적인 측면에서 외부하중에 따른 발사체의 반응을 파악하는 것은 중요한 일이다. 기본적으로 발사체는 응력집중이나 내부 모듈간의 변위 간섭 등이 일어나지 않게 설계되어야한다. 이를 위해서는 외부하중에 관한 연구가 선행되어야 한다. 발사체에 작용하는 외부하중 중 연소 및 배기에 의해 발생하는 음향하중은 통계적 방법으로 다루어야 하는 랜덤 하중이다. 본 연구에서는 발사시 작용하는 음향하중에 대하여 하중 함수를 구성하고, 이를 이용하여 발사체의 하중해석을 수행하였다. 음원 할당 방법으로 음향하중을 추정하여 하중함수를 구성하였고, 이를 발사체의 유한요소 모델에 적용하였다. 응력해석을 이용하여 발사체의 구조 강성을 확인할 수 있었으며, 발사체 각 섹션의 경계면에서의 가속도 파워 스펙트럴 밀도함수를 구할 수 있었다. 이러한 결과를 이용하여 각 섹션의 진동 시험에 필요한 스펙을 도출할 수 있다.
