우주시스템연구실에서는 2008년 발사 예정으로 나노위성인 HAUSAT-2를 개발하고 있다. HAUSAT-2 구조-열 모델(STM)은 구조 및 열적 설계마진을 검증하기 위하여 개발한 시스템 모델이다. HAUSAT-2의 구조-열 모델을 이용하여 인증 수준의 진동시험과 열진공/평형시험을 수행하였다. 본 논문에서는 구조-열 모델의 구조해석과 진동시험의 결과를 비교하였고 이를 통해 해석조건을 변경해 재해석을 수행하였다. 인증수준의 진동시험 결과 구조-열 모델은 구조적인 손상 없이 설계 강성 요구조건을 만족하는 것을 확인하였다. 또한 구조 조립을 통해 조립성과 인터페이스를 확인하였다.
복합재 케이스는 KSLV-I 킥모터 시스템 요구 조건을 만족하도록 설계하였다. 비행모델 제작에 앞서 신뢰성을 확보하기 위해 구조시험과 연소시험을 수행하였다. 구조시험으로는 수압시험, 진공시험, 비 파괴검사를 수행하여 연소시험 전에 케이스의 구조적 건전성을 확인하였으며 지상연소시험을 통해 열적 구조적 특성을 고찰하였다.
경계면 스캔 구조는 시험대상회로의 출력 값들을 캡쳐하여 스캔경로를 이용하여 TDO로 직렬출력하여 출력 값을 관찰할 수 있는 시험구조이며, Sample/preload명령어를 이용하여 시험대상회로의 특정한 한 순간의 출력만을 캡쳐하여 직렬출력하여 분석할 수 있다. 본 논문에서는 4비트 비동기 카운터회로를 시험대상회로로 선정하고, 정상동작중인 카운터의 특정 출력을 지정하여 특정한 순간의 정적인 출력이 아닌, 연속적인 동적인 출력 값들을 다른 출력결과의 영향 없이 지속적으로 TDO로 출력하여 관찰할 수 있는 선택 가능한 관측점을 가진 시험구조와 시험절차를 개발하였다. 본 논문에서 제안하는 선택 가능한 관측점을 가진 시험구조는 표준에서 정한 시험동작을 정상적으로 수행하며, 관측점의 설정을 위한 명령어가 추가되었다. 4비트 카운터회로에 제안된 선택 가능한 관측점 시험구조를 적용 설계하고, 관측점 설정 명령어를 사용한 시험절차를 Altera의 Max 10.0을 이용한 시뮬레이션을 통해 동작의 정확성을 확인하였다.
건축철골, 교량, 압력용기, 배관, 해양구조물 등의 강구조물은 그 대부분이 용접구조이다 이러한 구조물의 용접부의 결함검출법으로는 방사선투과 시험방법도 적용되지만, 구조물의 향상 등에 따라서는 초음파탐상시험방법이 단독적으로 또는 방사선투과 시험방법과 더불어 적용되는 경우가 많다. 따라서 이들 각각의 구조물에 대한 초음파탐상시험규격이 제정되어 있다. 여기서는 결함평가만으로 한정하여 자주 이용되는 규격인 KS B 0896 및 AWS D1.1에 대해 기술한다.
본 연구에서는 복합재 날개 구조물에 손상허용설계를 적용하고 이를 입증하기 위한 정하중 시험을 수행하였다. 복합재 날개 구조의 정적강도를 입증하기 위하여 5 조건의 설계 제한하중 시험과 3 조건의 설계 극한하중 시험을 수행하였다. 그 다음으로 손상허용 설계를 입증하기 위하여 관련 규정에 따라서 복합재 주익 주요 취약부위에 BVID 10개, Open hole 11개를 생성 후, 설계 극한하중 시험과 파단시험을 실시하였다. 날개 주요 부위의 변위 및 변형률 시험 결과는 구조해석 결과와 비교적 잘 일치하였으며, 파단시험의 최초 파단부위도 최소안전여유를 갖는 부위에서 발생하여 구조해석 모델 및 강도평가 결과가 실제 구조의 정적 거동과 유사함을 확인하였다.
전기체 구조시험에서 사용되는 시험설비는 규모가 크고 여러 시스템들이 상호 유기적인 결합체계를 이루고 있다. 이 시험설비를 구성하는 여러 요소들이 비정상적인 작동을 하게 되면, 구조시험의 진행이 영향을 받게 되며 몇몇 중요 요소들은 구조시험의 돌발적인 중지를 유발하게 된다. 따라서 이들 중요 요소들은 시험동안 감시의 대상이 되며, 이를 위한 감시 시스템이 필요하게 된다. 본 논문에서는 전기체 구조시험 설비 감시 시스템 개발과 관련하여 감시 및 지시 대상 항목 선정, 시스템 설계에 대하여 소개하였다. 본 논문에서 소개된 감시 시스템은 현재 T-50 전기체 정적 시험에 성공적으로 활용되고 있으며, 향후 피로시험에 적용할 수 있도록 확장할 예정이다.
항공기 전기체 구조시험에 사용되는 기존의 과하중 방지모듈의 성능을 개량하여 고성능의 과하중방지 모듈을 개발하였다. 항공기 전기체 구조시험 수행시에는 예기치 않은 오류(자연재해로 인한 정전사고, 시험체의 파손, 설계강도 미달로 인한 시험정지 등)로 인해 시험하중보다 큰 하중이 시험체에 가해질 수 있다. 이 때 발생한 과하중을 해소하여 시험체를 파손으로부터 보호하는 과하중 방지기능이 필요하다. 본 논문에서는 상용의 기존 과하중 방지모듈에 대해 구성요소별로 기능을 살펴보고, 기존 제품을 이용하여 구조시험을 수행하는 도중 나타난 문제점을 분석하였다. 또한, 기존 과하중 방지모듈이 갖고 있는 문제점을 개선한 고성능 과하중 방지모듈의 개발에 대해 기술하였다.
본 논문에서는 다중 보드를 시험하기 위한 새로운 구조인 확장된 스캔 경로 (ESP: Exlended Scan Path)와 절차를 제안한다. 보드률 시험하기 위한 기존의 구조로는 단일 스캔 경로와 다중 스캔 경로가 있다. 단일 스캔 경로 구조는 시험 데이자의 전송 경로 인 스캔 경로가 하나로 연결되므로 스캔 경로가 단락이나 개방으로 결함이 생기면 나머지 스캔 경로에 올바른 시험 데이타를 입력할 수 없다. 다중 스캔 경로 구조는 다중 보드 시험 시보드마다 별도의 신호선이 추가된다. 그러므로 기존의 주 구조는 다중 보드 시험에는 부적절하다. 제안된 ESP구조를 단일 스캔 경로 구조와 비교하면, 스캔 경로 상에 결함이 발생하더라도 그 결함은 하나의 스캔 경로에만 한정되어 다른 스캔 경로의 시험 데이타에는 영향을 주지 않는다. 뿐만 아니라, 비스트(BIST: BUILT In Self Test)와 IEEE 1149.1 경계면 스캔 시험을 병렬로 수행함으로써 시험에 소요되는 시간을 단축한다. 또한 ESP 구조를 다중 스캔 경로 구조와 비교하면, 스캔 경로마다 신호선을 공통으로 사용함으로써 다중 보드 시험 시 추가되는 신호선이 없다. 본 논문 에서는 제안한 ESP 구조와 기존 시험 구조의 성능을 비교하기 위해서, ISCAS '85벤치 마크 회로를 대상으로 각 구조의 시험 수행 시간을 비교하여 우수함을 보였다.
원자로 격납건물은 그 기능적 중요성 때문에 건설종료후 반드시 원자로 가상사고를 가정한 조건에 대해 구조적 건전성을 입증하여야 한다. 본 논문은 이러한 요건에 따라 수행된 월성 3호기 원자로 격납건물 구조건전성 시험(SIT : Structural Integrity Test)의 개요와 결과를 분석한 것으로 시험결과 월성 3호기는 설계시 고려한 허용범위내에서 거동하였으며 사고시 압력하중이 큰 경수로형 원자로와 달리 시험기간중 외기 온도 변화에 민감한 변화를 보인 것으로 확인되었다. 아울러 시험결과의 정확한 평가를 위해서는 시험전 충분한 기간동안 온도변화가 계측되어야 하며, 계측기 출력의 안정화가 계측성과의 신뢰도를 높이는 필수인자임이 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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