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NTIS 바로가기한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, v.17 no.2, 2013년, pp.57 - 62
하재석 (충남대학교 기계설계공학과) , 김재훈 (충남대학교 기계설계공학과) , 정규동 (국방과학연구소 4기술연구본부 미래추진기술센터) , 박재범 (국방과학연구소 4기술연구본부 미래추진기술센터) , 양호영 (충남대학교 기계설계공학과) , 서보휘 (충남대학교 기계설계공학과)
A crack in a solid propellant increases the area of burning surface, which leads to excessive burning that causes motor failure. Therefore, it is necessary to evaluate fracture toughness of solid propellants. However, it is very difficult to measure fracture toughness of solid propellants because of...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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고체추진제의 문제점은? | 고체추진제는 경화반응 중의 열응력, 저장 시 발생하는 온도변화, 이동 중에 발생하는 진동하중, 점화 시 발생하는 급격한 연소압력 등에 의해 표면 또는 내부에 균열이 발생할 수 있다. 또한, 요구되는 추력양상에 따라 다양하고 복잡한 형상의 단면으로 설계되기 때문에[1] 응력집중이 발생하는 기하학적 불연속부에서 균열이 발생할 수 있다. 이러한 고체추진제 균열은 구조적 문제를 야기할 수 있다. | |
본 논문은 고체추진제의 응력완화특성을 고려하여 파괴인성을 평가하고, 파괴인성에 대한 시험온도 및 시험 속도의 영향을 확인하였는데 주된 결과는? | (1) 가상탄성변위를 계산한 결과, 시험 속도가 증가할 경우 응력완화의 진행 시간이 감소하기 때문에 시험편의 완화정도는 감소하고 가상탄성변위는 증가한다. (2) 파괴인성은 온도가 감소함에 따라 증가하며, 저온에서는 연성-취성전이에 의해 급격히 증가한다. (3) 파괴인성은 시험 속도의 증가에 따라 증가한다. 이는 점탄성의 특성상 변형속도가 빠를수록 변형에 대한 저항이 증가하기 때문이다. 또한 온도가 낮아짐에 따라 시험 속도의 영향은 증가한다. | |
응력 완화란? | 점탄성 재료의 특징적인 역학적 거동 중에는 응력완화가 있다. 응력 완화라는 것은 순간적으로 일정한 변형률을 주고 이를 일정하게 유지할 때 점탄성 재료 내부의 응력이 시간의 경과에 따라 감소하는 현상이다. Fig. |
고태식, 심진호, 용승주, 이병길, "소형 고체 로켓 추진제의 그레인의 형상 변화에 따른 추력 특성 연구," 한국추진공학회 제30회 춘계학술대회 논문집, 2008, pp.349-352
Rao, S., Krishna, Y., and Rao, B. N., "Fracture Toughness of Nitramine and Composite Solid Propellants," Material Science and Engineering A, Vol. 403, Issues 1-2, 2005, pp.125-133
Tussiwand, G. S., Saouma, V. E., Terzenbach, R., and De Luca, R. E., "Fracture Mechanics of Composite Solid Rocket Propellant Grains: Material Testing," Journal of Propulsion and Power, Vol. 25, No. 1, 2009, pp.60-73
ASTM, "Standard Test Method for Linear -Elastic Plane-strain Fracture Toughness $K_{IC}$ of Metallic Materials," Annual Book of ASTM Standards, ASTM E399, 2009, pp.1-33
Anderson, T. L., Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications, 3rd edition, CRC Press, 2005
Christensen, R. M., Theory of Viscoelasticity: An Introduction, 2nd edition, Academic Press, 1982
Bencher, C. D., Dauskardt, R. H., and Ritchie, R. O., "Microstructural Damage and Fracture Processes in a Composite solid Rocket Propellant," Journal of Spacecraft and Rockets, Vol. 32, No 2, 1995, pp.328-334
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