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연소실 구리합금의 피로수명 예측
Life Prediction of Copper Alloy of Combustion Chamber 원문보기

한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, v.15 no.2 = no.63, 2011년, pp.44 - 49  

이금오 (한국항공우주연구원 연소기팀) ,  유철성 (한국항공우주연구원 연소기팀) ,  최환석 (한국항공우주연구원 연소기팀)

초록
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액체로켓 연소기 재생냉각 챔버 내피에 사용되는 구리합금의 가동 수명을 예측하기 위해서 피로 수명에 대한 연구를 수행하였다. 수명을 예측하기 위해서 일반적으로 많이 사용되는 공통 경사법, 수정 공통 경사법, Mitchell의 방법, B$\"{a}$umel 과 Seeger의 방법, Ong의 방법들이 사용되었으며, 거의 모든 데이터가 현재 널리 사용되는 방법들로 예측이 잘 되지 않아 Ong의 방법을 수정한 새로운 수명식을 제안하였다. 제안된 수정 Ong의 방법은 3X 흩어짐 범위에서 수명을 잘 예측하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A study of the fatigue life of copper alloy which was used in inner jacket of regenerative cooling chamber of liquid rocket engine has been performed. Generally used life prediction methods -original universal slopes method, modified universal slopes method, Mitchell's method, B$\"{a}$ume...

주제어

#재생냉각 챔버   #구리합금   #피로 수명   #고온  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 연소실에서 발생될 수 있는 열피로 수명을 예측하기 위하여 연소실 내부에 사용되는 구리합금의 상온 및 고온에서 인장 시험 및 피로 실험을 수행하여 데이터를 획득하고, 인장 시험의 결과로 피로 실험을 예측할 수 있는 기존에 제시된 많은 방법들을 통하여 예측하였고, 수명 예측을 정확히 할 수 있는 새로운 수명식을 제시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
액체로켓 연소기에 높은 온도가 발생하는 이유는 무엇인가? 액체로켓 연소기는 연소 시에 연소실 내의 고온 고압의 가스로 인해 높은 온도가 발생한다. 이러한 고온의 환경으로 인하여 연소실이 파손되는 것을 막기 위해서 연료를 통해 열을 외부로 방출시키는 재생냉각 챔버(regenerative cooling chamber) 형태의 연소실이 사용된다[1,2].
재생냉각 챔버 형태의 연소실을 사용하는 이유는 무엇인가? 액체로켓 연소기는 연소 시에 연소실 내의 고온 고압의 가스로 인해 높은 온도가 발생한다. 이러한 고온의 환경으로 인하여 연소실이 파손되는 것을 막기 위해서 연료를 통해 열을 외부로 방출시키는 재생냉각 챔버(regenerative cooling chamber) 형태의 연소실이 사용된다[1,2]. 이 때 챔버 내부에서는 고온의 열을 빠른 속도로 전달해 주기 위해 열전도성이 좋고 강도가 뛰어난 구리합금을 사용한다[1,2].
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참고문헌 (10)

  1. 류철성, 정용현, 최환석, 이동주, "액체로켓 연소기 재생냉각 채널 상온 구조해석," 한국추진공학회지, 제9권, 제4호, 2005, pp.39-47 

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  2. 류철성, 백운봉, 최환석, "Bodner-Partom 점소성 모델을 이용한 액체로켓 연소기 재생냉각 채널 구조해석," 한국추진공학회지, 제10권, 제4호, 2006, pp.69-76 

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  3. Manson, S. S., "Fatigue - a Complex Subject," Experimental Mechanics, Vol. 5, No. 7, 1965, pp.193-226 

    상세보기 crossref

  4. Muralidharan, U. and Manson, S.S., "A modified universal slopes equation for estimation of fatigue characteristic of metals", J. Eng. Mater. Technol., Vol 110, 1988, pp.55-58 

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  5. Mitchell, M. R., "Fatigue and Microstructures," American Society for Metals, Metals Pack, OH, 1979, pp.385-437 

  6. Baumel, A. Jr and Seeger, T., "Materials Data for Cyclic Loading, Supplement 1," Elsevier Science Publishers, Amsterdam, 1990 

  7. Ong, J. H., "An improvd technique for the prediction of axial fatigue life from tensile data", Int. J. Fatigue, Vol. 15, 1993, pp.213-219 

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  8. Park, J. H., Song, J. H, "Detailed evaluation of methods for estimation of fatigue properties", Int. J. Fatigue, 17(5), 1995, pp.365-373 

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  9. Lee, K. O., Bae, K. H., Lee, S. B., "Comparison of prediction methods for low-cycle fatigue life of HIP superalloys at elevated temperatures for turbopump reliability", Mat. Sci. Engg. A, Vol. 519, 2009, pp.112-120 

  10. 이금오, 류철성, 최환석, "액체로켓 연소기 재생냉각 챔버용 구리합금의 피로수명 예측," 항공우주기술, 제9권, 제2호, 2010, pp.90-97 

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