초록
본 논문에서는 탄소-페놀 복합재로 제조된 로켓 노즐 내열부품의 고온에서의 거동을 3차원 축대칭 유한요소 모델을 사용하여 해석하였다. 실제 작동 조건을 사용하여 카울 영역의 적층링을 해석한 결과 층각도, 축방향 치수, 경계조건은 적층링 내부의 응력 분포에 큰 영향을 주는 것으로 확인되었다. 특히 링과 링 사이의 접합부분에서 모서리 탈락 현상의 전조 현상인 층간분리가 발생한다. 분리현상 이후에는 층각도 방향 전단응력과 축방향 압축응력에 의해 탈락 현상이 발생하는 것으로 판단된다.
In this paper, the thermal insulator structure of a real rocket which is fabricated in a way that laminated composite rings are connected in series is analyzed using 3-dimensional axisymmetric finite element models. Simulation of cowl zone using a real operating conditions provides that the stress distribution in the laminated composite ring is largely influenced by ply-angles, axial dimensions, and boundary conditions. Notably the plylift that is the precursor to the wedge-out occurs in the ring-to-ring bonding region. It is hypothesized that after the plylift the wedge is dropped out due to the shear stresses in the ply-angle direction and axial compressive stresses.
