Mounts for shipboard equipment in naval ships play an important role for vibration and shock suppression. New large-capacity resilient mounts, SDR-D30 and SDR-D45, have been developed. This paper involves performance tests for the mount which have maximum load of 30 kN and 45 kN, respectively. The p...
Mounts for shipboard equipment in naval ships play an important role for vibration and shock suppression. New large-capacity resilient mounts, SDR-D30 and SDR-D45, have been developed. This paper involves performance tests for the mount which have maximum load of 30 kN and 45 kN, respectively. The performance tests have been carried out for several mounts based on military standards, such as MIL-M-19863D(SH), MIL-M-21693C(SH), MIL-M-17508F(SH), and MIL-S-901D(NAVY). The test items consist of deflection at upper rate load test, dynamic stiffness, uniformity, static load-deflection(axial, transverse and longitudinal), drift test, fatigue test, and shock test. From these performance tests, it is confirmed that the two mounts have good performances based on military standards.
Mounts for shipboard equipment in naval ships play an important role for vibration and shock suppression. New large-capacity resilient mounts, SDR-D30 and SDR-D45, have been developed. This paper involves performance tests for the mount which have maximum load of 30 kN and 45 kN, respectively. The performance tests have been carried out for several mounts based on military standards, such as MIL-M-19863D(SH), MIL-M-21693C(SH), MIL-M-17508F(SH), and MIL-S-901D(NAVY). The test items consist of deflection at upper rate load test, dynamic stiffness, uniformity, static load-deflection(axial, transverse and longitudinal), drift test, fatigue test, and shock test. From these performance tests, it is confirmed that the two mounts have good performances based on military standards.
“Dynamic stiffness” (1-C, 2-C, 3-B)시험에서는 대형 진동대를 이용하여 공진탐색시험을 통해 마운트의 고유진동수를 확인하였다. Fig.
“Quality of rubber to metal bond” (4-D, 5-D) 시험은 마운트의 ‘rubber’와 ‘metal’ 요소의 접착력을 검증하는 시험으로서 만능시험기를 이용하여 수행하였다 (Fig. 10 참조).
MIL-M-21649C에는 “Static load deflection” (4-G, 4-H, 4-I)에 대한 항목이 없으나, 마운트의 안정성 등을 파악하기 위해서는 필요한 항목으로 판단하여 MIL-M-19863D 규격을 인용하여 적용하였다. 또한 “Fatigue” (4-F) 시험은 MIL-M-21649C와 19863D에는 명시되어 있지 않은 시험항목이지만, 마운트의 수명등 피로 신뢰성 성능을 고려하기 위해 SDR-D30과 동일한 방법으로 수행하였다. “Shock” 시험에 대해서는 마운트의 최대하중이 국내 보유 충격시험기의 시험하중을 초과하고, MIL-M-21649C에는 명시된 항목이 없어 생략하였다.
본 연구에서는 최대하중이 각각 30 kN 및 45 kN 인 함정용 대용량 탄성마운트(SDR-D30, SDR-D45)의 성능시험평가 방법을 간단하게 소개하고, 시험 결과를 정리하였다. 본 연구는 국내에서 개발하고자 하는 함정용 탄성마운트의 성능평가계획 수립과 시험방법의 정립에 도움이 될 것으로 판단된다.
대상 데이터
서론에서 명시한 바와 같이 본 연구에서 고려하고 있는 마운트의 최대하중은 각각 30 kN 및 45 kN이며, 각각 SDR-D30과 SDR-D45로 명명하였다. 따라서 SDR-D30 마운트의 성능평가를 위한 시험규격은 존재하지 않는 것으로 판단하였으며, 성능시험 평가를 위하여 참고규격으로서 MIL-M-19863D(SH)와 MIL-M- 17508F(SH)등을 적용하였다.
SDR-D45 마운트에 대해서는 MIL-M-21649C를 기반으로 하여 시험계획을 수립하였다. 성능평가시험은 4개의 마운트를 대상으로 하였으며, 마운트 2개를 1조로 하여 2개 조(No.4, No.5 sets)를 구성하였다. 각 조별로 작성된 시험항목을 Table 4 및 Table 5에 각각 정리하였다.
성능평가시험은 6개의 마운트를 대상으로 하였으며, 마운트 2개를 1조로 하여 3개 조(No.1, No.2, No.3 sets)를 구성하였다. 각 조별로 작성된 시험항목을 Table 1, Table 2 및 Table 3에 각각 정리하였다.
이론/모형
전반적으로 SDR-D30과 유사한 시험이 수행되었으며, 본 장에서는 차이점 등 특이 사항을 중심으로 기술하였다. MIL-M-21649C에는 “Static load deflection” (4-G, 4-H, 4-I)에 대한 항목이 없으나, 마운트의 안정성 등을 파악하기 위해서는 필요한 항목으로 판단하여 MIL-M-19863D 규격을 인용하여 적용하였다. 또한 “Fatigue” (4-F) 시험은 MIL-M-21649C와 19863D에는 명시되어 있지 않은 시험항목이지만, 마운트의 수명등 피로 신뢰성 성능을 고려하기 위해 SDR-D30과 동일한 방법으로 수행하였다.
SDR-D45 마운트에 대해서는 MIL-M-21649C를 기반으로 하여 시험계획을 수립하였다. 성능평가시험은 4개의 마운트를 대상으로 하였으며, 마운트 2개를 1조로 하여 2개 조(No.
“Static load-deflection” (4-G, 4-H, 4-I) 시험은 각 방향별로 만능시험기를 이용하여 SDR-D30과 유사한 방법으로 수행하였다. 수직방향(axial)에 대해 마운트 최대하중의 6배인 270 kN 까지의 하중이 작용하였다.
따라서 SDR-D30 마운트의 성능평가를 위한 시험규격은 존재하지 않는 것으로 판단하였으며, 성능시험 평가를 위하여 참고규격으로서 MIL-M-19863D(SH)와 MIL-M- 17508F(SH)등을 적용하였다. 두 규격이 상이한 내용에 대해서는 MIL-M-19863D(SH)에 우선순위를 두었으며, 두 규격에 포함 되어 있지 않은 내충격시험(shock)을 위해서는 MIL-S-901D (NAVY) (Department of the Navy, 1989)를 활용하였다. 한편 SDR-45 마운트의 성능평가에 적합한 참고규격은 MIL-M- 21649C(SH)으로 판단할 수 있으며, 이 규격을 기본으로 성능시험평가를 수행하였다.
서론에서 명시한 바와 같이 본 연구에서 고려하고 있는 마운트의 최대하중은 각각 30 kN 및 45 kN이며, 각각 SDR-D30과 SDR-D45로 명명하였다. 따라서 SDR-D30 마운트의 성능평가를 위한 시험규격은 존재하지 않는 것으로 판단하였으며, 성능시험 평가를 위하여 참고규격으로서 MIL-M-19863D(SH)와 MIL-M- 17508F(SH)등을 적용하였다. 두 규격이 상이한 내용에 대해서는 MIL-M-19863D(SH)에 우선순위를 두었으며, 두 규격에 포함 되어 있지 않은 내충격시험(shock)을 위해서는 MIL-S-901D (NAVY) (Department of the Navy, 1989)를 활용하였다.
본 논문의 서론에서 소개한 미국 표준마운트 5종을 국산화 개발할 때에는 MIL-M-17508F(SH) (Department of the Navy, 1990)를 활용하였으며, 이 규격은 6E100, 6E150, 6E900BB 등의 특별한 마운트에만 적용할 수 있는 규격이다. 또한 이 규격에서 고려하고 있는 마운트의 정격하중은 최대 16 kN(= 3,500 lb)이므로, 본 연구에서 고려하고 있는 마운트의 최대하중과 상이해서 직접 적용할 수 없다.
두 규격이 상이한 내용에 대해서는 MIL-M-19863D(SH)에 우선순위를 두었으며, 두 규격에 포함 되어 있지 않은 내충격시험(shock)을 위해서는 MIL-S-901D (NAVY) (Department of the Navy, 1989)를 활용하였다. 한편 SDR-45 마운트의 성능평가에 적합한 참고규격은 MIL-M- 21649C(SH)으로 판단할 수 있으며, 이 규격을 기본으로 성능시험평가를 수행하였다. 참고규격들은 모두 정격하중을 근거로 채택하였다.
후속연구
하지만 이 규격도 모든 함정용 탄성마운트에 일괄 적용하기에는 무리가 있는 것으로 판단된다. 따라서 탄성 마운트의 성능평가에도 국방시험평가에서 많이 사용되고 있는 테일러링(tailoring) 기법이 적용되어야 할 것으로 판단된다. 마운트의 사용용도 및 탑재장비의 성능 등 여러 특성을 고려하여 마운트 성능평가에 필요한 시험항목을 선정하고, 시험방법을 결정하는 것이 중요하다.
마운트의 사용용도 및 탑재장비의 성능 등 여러 특성을 고려하여 마운트 성능평가에 필요한 시험항목을 선정하고, 시험방법을 결정하는 것이 중요하다. 또한 마운트별로 시험계획서(안)이 준비되면, 전문가 집단으로부터 사전 검증을 받아 최종 성능평가 계획을 수립하는 것이 바람직한 것으로 생각된다.
본 연구에서는 최대하중이 각각 30 kN 및 45 kN 인 함정용 대용량 탄성마운트(SDR-D30, SDR-D45)의 성능시험평가 방법을 간단하게 소개하고, 시험 결과를 정리하였다. 본 연구는 국내에서 개발하고자 하는 함정용 탄성마운트의 성능평가계획 수립과 시험방법의 정립에 도움이 될 것으로 판단된다. 이를 통해 함정용 마운트의 국산화 개발노력이 지속적으로 진행되기를 희망한다.
본 연구는 국내에서 개발하고자 하는 함정용 탄성마운트의 성능평가계획 수립과 시험방법의 정립에 도움이 될 것으로 판단된다. 이를 통해 함정용 마운트의 국산화 개발노력이 지속적으로 진행되기를 희망한다.
현재 함정용 마운트의 성능평가 방법에 대한 국내 기준이나 참고자료는 거의 전무하고, 확보할 수 있는 자료의 대부분은 미국 국방기준들이다. 하지만 국내 마운트 제작업체에서 개발하고자 하는 마운트에 적합한 미국 국방기준은 없으며, 다양한 규격을 검토하여 우리 실정에 맞는 마운트별 계획을 수립한 후 성능평가를 수행해야 할 것으로 판단된다. 최근 해군에서는 수상함 설계/건조 기준의 하나로 함정용 탄성마운트의 성능평가 지침을 제정 중인 것으로 알려져 있다.
또한 널리 알려진 MIL-M- 17185A 규격은 폐지되고, MIL-PRF-32407 (Department of Defense, 2012)규격으로 대체 개정되었다. 하지만 이 규격도 모든 함정용 탄성마운트에 일괄 적용하기에는 무리가 있는 것으로 판단된다. 따라서 탄성 마운트의 성능평가에도 국방시험평가에서 많이 사용되고 있는 테일러링(tailoring) 기법이 적용되어야 할 것으로 판단된다.
참고문헌 (9)
Department of Defense, 2012. Performance Specification, MIL-PRF-32407, Mounts, resilient (surface ship application). Department of Defense.
Department of Navy, 1956. Military Specification, MIL-M-17185A(SHIPS), Mounts, Resilient: General Specifications and Tests for (shipboard application). Department of Navy.
Department of Navy, 1983. Military Specification, MIL-M-21649C(SH), Mounts, Resilient: Type 5M10,000-H. Department of Navy.
Department of Navy, 1989. Military Specification, MIL-S-901D(NAVY), Shock tests. H. I. (high-impact) shipboard machinery, equipment, and systems, requirements for. Department of Navy.
Department of Navy, 1990. Military Specification, MIL-M-17508F(SH), Mounts, Resilient: Type 6E100, 6E150, 7E450, 6E900, 6E2000, 5E3500, 6E100BB, 6E150BB, 7E450BB, and 6E900BB. Department of Navy.
Department of Navy, 1991. Military Specification, MIL-M-19863D(SH), Mounts, Resilient: Type 5B5,000H. Department of Navy.
Lee, H.Y. Shin, S.Y. Chung, J.H. Kwak J.S. & Lew, J.M., 2009. An Experimental Study on the Vibration of Rubber Mounts for Naval Shipboard Equipments. Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 46(2), pp.165-170.
Nho, I.S. Kim, J.M. & Kwak J.S., 2008. Non-Linear Large Deformation Analysis of Elastic Rubber Mount. Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 45(2), pp.186-191.
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