초록
본 논문은 경량 및 고효율 레큐퍼레이터를 구성하는 0.1 mm 이하의 두께를 지닌 전열판의 용접부에 대한 실험적 연구이다. 특히 해당 용접부에 대한 수명을 알아내기 위해 고온환경에서 피로특성을 실험을 통하여 알아내기로 하였다. 실험은 레큐퍼레이터의 소재로 주로 선정되는 두가지 재질에 대해 (STS347, AL20-25+nb) 실시하였으며, 시편은 실제 제작에 사용되는 방법과 ASTM에서 권고하는 규격을 준용하여 제작하였다. 그리고 상온과 고온에서 해당 시료의 기계적 특성을 평가하고자, 기계적 물성치를 시험하는 MTS-810 과 고온환경을 부여하기 위한 고온로를 이용하였다. 시험은 각 시편에 대해 상온 및 고온 환경에서 인장시험을 실시하였으며, 나타난 인장강도의 50%, 40%, 30%, 20% 그리고 10% 에 해당하는 하중을 응력비 0.1로 설정하여 피로시험을 시행하였다. 마지막으로 실험을 통해 나타난 피로수명 특성을 레큐퍼레이터의 운전조건에서 발생하는 하중에 따르는 응력과 비교하여 무인기 시스템이 요구하는 운전시간에 대비하여 해당 용접부들의 수명을 평가하였다.
An experimental study on the welding part of a heat transfer plate that constitutes the lightweight and high efficiency recuperator is presented in this paper. In particular, to find out the service life of the welded part, fatigue characteristics were determined through experiments. Experiments were carried out on two materials (STS347, AL20-25 + nb), which are selected as the material of the recuperator; further, the specimens were manufactured through the methods used for actual fabrication and the standards recommended by ASTM. To evaluate the mechanical properties of the specimens at room and high temperature, MTS-810 was used in a high-temperature furnace. The tensile test was carried out at room and high temperatures for each specimen. The fatigue test was carried out by setting the load ratio corresponding to 50%, 40%, 30%, 20%, and 10% of the tensile strength at the stress ratio of 0.1. Finally, the fatigue life characteristics obtained by the experiment were compared with the stresses owing to the load generated in the operating conditions of the recuperator, and the lifetime of the welds was evaluated to prepare for the operation time required by the UAV.
