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부하-강도 분석을 이용한 격막형 펄스분리장치의 내열강도에 대한 신뢰성 예측 사례연구
Case Study on Reliability Prediction of Barrier Type Pulse Separation Device using Stress-Strength Analysis 원문보기

신뢰성응용연구 = Journal of the applied reliability, v.15 no.2, 2015년, pp.124 - 130  

이동원 ((주)한화 대전사업장 개발팀) ,  정세용 ((주)한화 대전사업장 개발팀) ,  이방업 (국방과학연구소 제4기술연구본부 1부) ,  정규동 (국방과학연구소 제4기술연구본부 1부) ,  박부희 ((주)월드테크코리아) ,  안동근 ((주)월드테크코리아) ,  장중순 (아주대학교 산업정보시스템공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A stress-strength analysis is used to assess the reliability of a multi-pulse rocket motor system. Main stress is found to be thermal during explosion and the distribution is obtained by simulation. The strength distribution is derived from the results of actual specimen tests. The failure rate of b...

주제어

#Reliability Prediction   #Stress-Strength Analysis  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 더욱이 설계 담당자와 평가 담당자들이 부하-강도분석을 수행하기 위해서는 주요한 부하와 강도에 대한 인자를 선정하는 것이 중요하지만, 이러한 주요한 인자를 도출하기 위한 사례연구는 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 격막형 PSD를 대상으로 부하-강도 분석 기법을 적용하기 위한 실무적인 절차 및 방법을 제안하고 사례연구를 실시한다.
  • 이러한 경우 시제품 제작이전의 설계단계에서 실시하는 신뢰성 예측방법으로써 부하-강도 분석기법을 적용하는 것이 바람직하지만, 기존 연구들은 통계적인 추정과 이를 검증하기 위한 사례들이기 때문에 현업에 적용하기가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 시제품 제작이전의 설계단계에서 실시하기 위한 신뢰성 예측방법으로써 부하-강도 분석 절차와 방법을 제안하였다. 그리고 이러한 절차와 방법을 이용하여 격막형 PSD의 내열강도에 대한 신뢰성 예측을 실시하였다.
  • 따라서, 본 연구에서 격막형 PSD에 대한 부하-강도 분석(Stress-Strength Analysis)을 이용한 정량적인 신뢰성을 예측한다. 부하-강도 분석 기법을 적용하기 위해서는 주요한 부하와 강도 인자를 도출하여 시험하고 분석하는 것이 중요하다.
  • 본 연구의 목적은 정량적 신뢰성 예측이고, 대상아이템인 격막형 PSD는 내열소재만으로 설계된 구조물이다. 기존의 MIL-HDBK-217 PCM/PSM, RiAC-HDBK-217Plus, TelcordiaSR-332 등의 규격 기반의 예측기법은 주로 전자 장비 또는 부품을 대상으로 실시되기 때문에 격막형 PSD의 신뢰성 예측기법으로 적절하지 않다.
  • 이에 과 같이 부하-강도 분석을 위한 추진 절차를 개발하고 절차에 따른 추진방법을 제안하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
신제품 개발 시 신뢰성 평가는 어떻게 수행되는가? 신제품을 개발하는 단계에서의 신뢰성 평가는 신뢰성 시험에 의한 기술적 고장분석과 통계적 추정으로 수행된다. 이때 신뢰성 시험을 실시하기 위해서는 시제품이 제작되어야하지만, 다중펄스 로켓모타 시스템과 같은 대규모이거나 다기능의 시스템이거나 격막형 펄스분리장치(Pulse SeparationDevice, PSD)와 같은 고비용의 아이템인 경우에는 시제품 생산과 신뢰성 시험에 소용되는 시료수, 장비, 인력, 시간과 비용이 많이 요구된다.
어떤 경우에 초도생산 단계보다 설계단계에서 신뢰성 평가를 하는 것이 바람직한가? 신제품을 개발하는 단계에서의 신뢰성 평가는 신뢰성 시험에 의한 기술적 고장분석과 통계적 추정으로 수행된다. 이때 신뢰성 시험을 실시하기 위해서는 시제품이 제작되어야하지만, 다중펄스 로켓모타 시스템과 같은 대규모이거나 다기능의 시스템이거나 격막형 펄스분리장치(Pulse SeparationDevice, PSD)와 같은 고비용의 아이템인 경우에는 시제품 생산과 신뢰성 시험에 소용되는 시료수, 장비, 인력, 시간과 비용이 많이 요구된다. 따라서 시제품 초도생산 단계에서 실시되는 신뢰성 시험에 의한 평가보다는, 도면을 작성하는 설계단계에서 신뢰성 예측에 의한 평가가 요구된다.
다중펄스 로켓모타용 격막형 PSD의 개발기간 단축과 비용절감을 위한 방법은? 이러한 경우에도 재설계에 소요되는 기간과 비용 그리고 이를 재평가하기 위한 시제품 생산과 신뢰성 시험에 기간과 비용이 막대하게 소요된다. 그러므로 다중펄스 로켓모타용 격막형 PSD의 개발기간을 단축하고 비용을 절감하기 위해서는 신뢰성 측면에서 완성도가 높은 설계가 요구되며, 이러한 신뢰성 중심의 설계를 위하여 신뢰성 예측기법이 필요하다.
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참고문헌 (10)

  1. 김대경.김진우.박동호 (2011), 종속 관계의 스트레스-강도 모형, 신뢰성응용연구, 제11권, 제4호, pp. 319-330. 

    원문보기 상세보기

  2. 김진용.권태하.이원복.조원만.이방업.윤남균. 이영우 (2014), 격막형 PSD를 적용한 소형 추진기관 설계 및 시험평가, Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, Vol. 18, No. 6, pp. 82-87. 

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  3. 박영찬 (2000), 와이블 부하-강도체계의 뢰도에 대한 베이지안 추론에 관한 연구, 석사학위논문, 한양대학교. 

  4. Church, J. D. and Harris, B. (1970), The Estimation of Reliability from Stress-Strength Relationships, Technometrics, Vol. 12, pp. 49-54. 

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  5. Downton, F. (1973), The Estimation of the Pr[Y

  6. Jeong, H. S. and Kim, J. J. (1995), Nonparametric Estimation of Pr[Y

  7. Stadler, L. J. et al. (2010), The Flight Demonstration of the Double Pulse Motor Demonstrator MSA, AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, Nashville, TN, Session 074-SR-5. 

  8. Weerahandi, S. and Johnson, R. A. (1992), Testing Reliability in a Stress-Strength Model When and are Normally Distributed, Technometrics, Vol. 34, pp. 83-91. 

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  9. Yum, J. K. and Kim, J. J. (1984), Estimation of Pr[Y

  10. Yum, J. K. and Kim, J. J. (1985). A Study on the Bayes Estimator of ${\theta}$ Pr[Y>X], Journal of the Korean Society for Quality Management, Vol. 13, pp. 8-12. 

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