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금속라이너를 가진 후프 와인딩 복합재 연소관의 파열예측

Burst Prediction of Hoop Winding Composite Case with Metal Liner

  • Han, Houkseop (Development Team, Daejeon Plant, Hanwha Corporation) ;
  • Kim, Hyung-kun (Advanced Propulsion Technology Center, Agency for Defense Development) ;
  • Lee, Young-won (Advanced Propulsion Technology Center, Agency for Defense Development)
  • 투고 : 2015.06.02
  • 심사 : 2015.08.28
  • 발행 : 2015.10.01

초록

복합재 연소관은 적층구조이므로 한 층이 손상되면 손상이 진전되어 전체 연소관의 파손이 발생한다. 금속재 라이너 위에 복합재를 와인딩하면 한 층이 손상되어도 전체 연소관의 파손이 발생되지는 않는다. 본 연구에서는 금속재 연소관에 후프 와인딩한 하이브리드 연소관의 파열압력을 예측하기 위해 유한요소해석과 연소관의 파열시험을 통하여 결과를 비교하였으며, 하이브리드 연소관의 파열압력 예측을 통하여 알루미늄 라이너의 두께를 결정하고 복합재료의 적층두께를 결정함으로써 하이브리드 연소관 설계에 사용할 수 있다.

In the composite case, the first ply failure is considered total failure of the case. When the case is constructed by filament winding over a metal liner, the first ply failure does not necessarily mean total failure of the case. In this study, we compared the results through finite element analysis and burst test to predict the burst pressure of the hybrid case (filament-wound composite case with metal liner). Through it predicts the burst pressure of the hybrid case, we can determine the thickness of the metal liner and composite.

키워드

참고문헌

  1. Lifshitz, J.M. and Dayan, H., "Filament-wound Pressure Vessel with Thick Metal Liner," Composite Structures, Vol. 32, Issues 1-4, pp. 313-323, 1995. https://doi.org/10.1016/0263-8223(95)00089-5
  2. Sutton, G.P., Rocket Propulsion Elements, 6th ed., John Wiley & Sons Inc., New York, N.Y., U.S.A., 1992.
  3. Voigt, W., "Uber die Beziehung zwischen den beiden Elastizitatskonstanten Isotroper Korper," Wied. Ann, Vol. 38, No. 2, pp. 573-587, 1889.
  4. Reuss, A., "Berechnung der Fliessgrense von Mischkristallen auf Grund der Plastizitätsbedingung für Einkristalle," Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik, Vol. 9, No. 1, pp. 49-58, 1929. https://doi.org/10.1002/zamm.19290090104