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문제 정의
- Figure 2의 SMA 메쉬 와셔가 적용된 수동형 진동절연기는 냉각기를 연결하는 고정축과 이를 감싸는 델린 소재의 고정축 커버, 극저온 냉각을 위해 헬륨가스가 통과하는 트랜스퍼라인을 허용 변위내로 유지를 위한 델린 소재의 변위구속블록, 발사하중에서의 댐핑 특성 부가를 위한 SMA 메쉬 와셔, 발사 환경에서의 냉각기 고정축 운동 시 메쉬 와셔의 압축을 유발하여 진동에너지 소산을 부여하는 스틸 와이어(Wire Rope)로 구성된다. 궤도환경에서는 SMA 메쉬 와셔가 초기형상으로 복원함에 따라 냉각기가 공칭 위치로 이동하여 스틸 와이어의 장력이 이완됨과 동시에 냉각기에 구비된 트랜스퍼라인과 냉각기의 열제어를 위한 히트파이프로부터 냉각기가 저강성 탄성지지되도록 하여 냉각기 운용 시의 주 가진 주파수와 디커플링으로 미소진동 절연성능을 구현 하고자 한다.
- 본 연구에서는 우주용 냉각기의 미소진동절연을 목적으로 발사구속장치의 적용 없이도 진동환경이 상이한 발사환경과 궤도환경에 동시 적용 가능한 수동형 진동절연기를 제안하였고, 발사환경에서의 저주파 진동성분을 효과적으로 저감시키고자 함을 목적으로 의탄성 SMA 메쉬 와셔를 적용하였다. 수동형 진동절연기는 우주용 냉각기와의 조립체 레벨에서 자유감쇠진동시험을 실시하여 인가변위에 따라 주파수가 가변되는 특성이 있음을 파악하였고[5], 수동형 진동절연기 단독 레벨의 기본특성을 측정하여 두 개의 스프링 요소와 점성 감쇠요소로 구성되며, 압축변위에 따라 강성과 점성 감쇠가 가변되는 수학적 등가모델을 제안하였다.
가설 설정
- 7의 변위-하중 선도로부터 도출되었으며, k1은 스틸와이어의 강성 측정치에 근거하고, k2는 각각의 압축변위에 따른 기울기 k1k2/(k1+k2)로부터 산출하였다. 또한, Fig. 7의 각 기울기가 비선형적 경향을 나타내고 있으나 해석의 용이성을 위하여 k2값은 각각의 압축변위에 따라 선형으로 가정하였다.
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