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문제 정의
- 따라서 리버슬 볼트를 재 설계하여 동일한 조건의 실험이 요구되나 방폭문 실물 실험의 특성상 재 실험을 통한 설계 검증은 시험장 및 제작 업체의 제한사항(고비용, 시간 등)이 많아 상용 M&S(Modeling & Simulation) 프로그램을 이용한 수치해석 기법을 이용 하여 실물 실험에서의 슬라이딩 방폭문의 리버슬 볼트 성능 검증 및 재 설계를 위한 연구를 진행하였다.
- 본 연구에서는 전 세계적으로 급증하고 있는 테러와 우리나라 군사적 대치 상황에 의한 폭약, 폭발물 공격으로부터 방호 가능한 구조물의 출입문으로 사용되는 방폭문 중 슬라이딩 형태의 방폭문에 대해, Table 1을 참고하여 평가정확도가 높은 실물 실험 및 M&S를 이용한 수치 해석을 통해 폭압에 의한 방폭문의 구조적 안정성에 대한 연구를 진행하였다.
가설 설정
- 리버슬 볼트의 설계 검증을 위해 SS400 재질 정보에따라 재질의 파손 조건에서 주 인장 파괴응력(Principal Tensile Failure Stress)의 물성 값을 참고하여, 재 설계된 리버슬 볼트를 실물 실험의 슬라이딩 방폭문에 적용시켜 8개의 리버슬 볼트에 Gauge를 설치, 계측된 압력이 420 ㎫이상이 되면 파손이 시작된다고 가정하여본 슬라이딩 방폭문에 적합하지 않다고 판단하였다. 또한, 시뮬레이션 특성상 긴 해석시간을 단축하기 위해 슬라이딩 방폭문의 메쉬를 단순화하여 최적의 리버슬 볼트의 형상 조건을 찾으려 하였다.
제안 방법
- 71 ㎳를 Time Constant로 입력하여 폭발하중을 전면판에 적용하였다. 그리고 방폭문의 상, 하단의 리버슬 볼트에 게이지를 설치하여 리버슬 볼트가 받는 압력을 측정할 수 있도록 하였다.
- 따라서 고속카메라의 해상도(1280 × 800)와 저장 메모리 용량을 고려하여, 촬영 속도를 2,000 fps(frame per second)로 하여 폭발과정을 촬영하였다.
- 실물 실험과 M&S를 통해 슬라이딩 방폭문의 구조적 안정성을 검증한 결과, 두 가지 결과 모두 같은 위치의 리버슬 볼트에서 공통적으로 문제점이 나타났다. 따라서 기존의 리버슬 볼트의 재 설계를 통해 슬라이딩 방폭문에 적용하고, 폭발하중에 의한 슬라이딩 방폭문의 구조적 안정성에 대한 재해석을 진행하여 안정성을 검증한다.
- 리버슬 볼트의 파손 범위 수치를 해석한 결과, 23 ㎜ 의 정방형 리버슬 볼트(529 ㎟)에서 국소적인 파손이 발생되었으며, 파손이 짧게 지속된 점을 고려하여 23㎜의 정방형 리버슬 볼트(529 ㎟)가 파손 한계로 판단 된다. 따라서, 리버슬 볼트의 파손 안전율을 고려하여 25 ㎜의 정방형 리버슬(625 ㎟)를 적용하여 슬라이딩 방폭문을 재 설계하여, 4장에서의 동일한 조건으로 시뮬레이션을 수행하였다.
- 6 m)만큼 동일하게 떨어진 곳에서 free field 펜슬형 압력 센서를 높이 1 m의 스탠드에 거치시켜 폭약 방향에 향하도록 2개를 설치하였다. 또한 방폭문의 반사압(Pr)을 측정하기 위해 방폭문의 전면의 강판 중앙에 반사압(Pr) 센서를 설치하는 것이 가장 이상적이나, 방폭문 제작 시 강판에 반사압 센서를 설치하기 위한 가공이 선행되어야 하는 등 센서 설치에 어려움이 있어 방폭문의 양끝에서 100 ㎜ 너비를 두어 콘크리트구조물에 2개 설치하였으며, 설치 높이는 방폭문 전체 높이의 중간지점에 설치를 하였다. 또한, 폭발 영상을 계측하기 위하여 고속카메라(High Speed Camera) 2대가 사용되었다.
- 하지만 방폭문의 수치 해석을 할 때에는 방폭문을 폐쇄한 조건으로 성능을 확인하여야 하기 때문에 방폭문을 개방하기 위한 레일및 구조물은 모델링에서 생략하였다. 또한, 방폭문을 설치하여 지지하게 되는 콘크리트 구조물의 모델링을 생략하는 대신에, 방폭문의 상․하단 레일 파트에 구속조건을 주어 거동이 발생하지 않도록 하여 방폭문의 폭발하중 노출로부터 영향을 주지 않도록 하였다.
- 리버슬 볼트의 설계 검증을 위해 SS400 재질 정보에따라 재질의 파손 조건에서 주 인장 파괴응력(Principal Tensile Failure Stress)의 물성 값을 참고하여, 재 설계된 리버슬 볼트를 실물 실험의 슬라이딩 방폭문에 적용시켜 8개의 리버슬 볼트에 Gauge를 설치, 계측된 압력이 420 ㎫이상이 되면 파손이 시작된다고 가정하여본 슬라이딩 방폭문에 적합하지 않다고 판단하였다. 또한, 시뮬레이션 특성상 긴 해석시간을 단축하기 위해 슬라이딩 방폭문의 메쉬를 단순화하여 최적의 리버슬 볼트의 형상 조건을 찾으려 하였다.
- 8 m에서 폭파시켜 영구변형 및 소손변형의 결과를 연구하였다. 또한, 실험에 나타난 물성정보를 LS-DYNA에 적용하여 폭파 실험 결과와 비교하고, 방폭 패널을 설계할 수 있는 P-I곡선(Pressure-Impulse curve)을 제시하였다3). 박병 희는 탄약고(철근 콘크리트)를 대상으로 외부 폭발 조건 GP 500 lb(TNT 125 ㎏ 상당), 25 ft(7.
- 방폭문의 경계조건은 콘크리트 구조물에 설치 및 매립되는 실제 환경을 고려하여, 방폭문의 상․하단 구조물(레일 및 베어링 가이드)의 자유도는 고정시키는 조건을 부여하였다. 또한, 폭발하중은 방폭문 실물 실험에서 계측된 최대 반사압 데이터를 적용하였으며, 계측된 최대 반사압은 347.7 psi(2,397.3 ㎪)이며 Time Constant를 적용하여, 최대 반사압에서 36.8% 감소한 127.95 psi(882.2 ㎪)의 시점의 시간차 0.71 ㎳를 Time Constant로 입력하여 폭발하중을 전면판에 적용하였다. 그리고 방폭문의 상, 하단의 리버슬 볼트에 게이지를 설치하여 리버슬 볼트가 받는 압력을 측정할 수 있도록 하였다.
- 실물 실험 및 시뮬레이션에서 사용된 기존 리버슬 볼트를 참고하여 Table 3과 같은 조건으로 적용을 하여 해석을 진행하였다. 리버슬 볼트의 설치 위치에 대한 공간의 효율성을 고려하여 기존 원통형 리버슬 볼트에서 정방형 형태의 리버슬 볼트로 변환하였다. 해석 결과, 정방형 20, 23 mm의 리버슬 볼트에서는 큰 파손 및 국소적인 파손이 나타났으며, 정방형 25 mm 에서 파손의 전 단계인 손상이 나타났다.
- 또한, 실험에 나타난 물성정보를 LS-DYNA에 적용하여 폭파 실험 결과와 비교하고, 방폭 패널을 설계할 수 있는 P-I곡선(Pressure-Impulse curve)을 제시하였다3). 박병 희는 탄약고(철근 콘크리트)를 대상으로 외부 폭발 조건 GP 500 lb(TNT 125 ㎏ 상당), 25 ft(7.6 m)를 적용하여 MIDAS를 이용한 시뮬레이션 평가를 진행하였다4). 김화중은 폭발 하중을 받는 평판의 거동에 대한 정적 해석을 연구하였고5), 원용안은 부재(평판) 및 방호 구조물에 작용하는 폭발 하중의 연구를 위해 지면의 토질, 폭발 거리, 폭약량, 연성비에 대한 조건을 다양하게 적용하여 수식에 의해 해석을 진행하였다6).
- . 박성준은 방폭 패널에 대한 재료 특성 평가 실험(압축, 인장, 전단, 휨)을 위해 축소형 방폭 패널에 TNT 10 ㎏에 해당하는 C4 7.6 ㎏을 약 0.8 m에서 폭파시켜 영구변형 및 소손변형의 결과를 연구하였다. 또한, 실험에 나타난 물성정보를 LS-DYNA에 적용하여 폭파 실험 결과와 비교하고, 방폭 패널을 설계할 수 있는 P-I곡선(Pressure-Impulse curve)을 제시하였다3).
- 방폭문 실물 실험 후 현장에서 2개의 방폭문에 대한 육안 검사 및 작동 검사를 확인하였다. 여기서, 육안 검사는 도어의 표면 부식 및 파손여부, 도어의 뒤틀림 또는 처짐 발생여부, 개스킷 조립상태 및 파손여부를 확인하고, 작동 검사에서는 힌지 조립체의 파손 여부및 작동 상태, 잠금장치의 작동상태, 수동 개폐 작동검사(자동식인 경우 병행)를 실시하는 것이며, 방폭문의 실물 실험 성능 합격 여부를 결정하는 항목이다.
- 6 m에서 폭발하여 발생하는 폭풍파(고압 및 짧은 지속시간)와 1 kT 핵폭탄이 200 m 거리에서 폭발 하여 발생하는 폭풍파(저압 및 긴 지속시간)로 나누어 설계 위협하중으로 적용하는 것이 일반적이다. 본 실험에서는 재래식 무기를 방폭문 실물 실험의 설계 위협 하중으로 하여 원통(Cylindrical)형태의 폭약(TNT)을 제작해 지면으로부터 0.8 m 높이에서 폭발할 수 있게 설치하였다.
- 본 연구에서는 실물 실험의 결과를 토대로, 슬라이딩 방폭문의 작동기능을 상실하게 된 원인으로 나타난 리버슬 볼트의 재 설계 과정을 모두 M&S에 의존하여 연구를 진행하였다.
- 슬라이딩 방폭문에 작용하는 폭발 압력 중 입사압 (Pso)을 측정하기 위하여 방폭문과 폭약 사이의 이격 거리(7.6 m)만큼 동일하게 떨어진 곳에서 free field 펜슬형 압력 센서를 높이 1 m의 스탠드에 거치시켜 폭약 방향에 향하도록 2개를 설치하였다. 또한 방폭문의 반사압(Pr)을 측정하기 위해 방폭문의 전면의 강판 중앙에 반사압(Pr) 센서를 설치하는 것이 가장 이상적이나, 방폭문 제작 시 강판에 반사압 센서를 설치하기 위한 가공이 선행되어야 하는 등 센서 설치에 어려움이 있어 방폭문의 양끝에서 100 ㎜ 너비를 두어 콘크리트구조물에 2개 설치하였으며, 설치 높이는 방폭문 전체 높이의 중간지점에 설치를 하였다.
- 실물 실험을 위해 슬라이딩 방폭문(W 3000×H 2500) 외에 양개형 방폭문(W 2400×H 2400)을 추가하여 총 2개의 방폭문이 설계, 사용되었다.
- 이러한 압력의 역전 현상을 리바운드(Rebound) 현상이라고 하며, 폭압을 받는 면과 지지되는 구조물간의 이격거리가 길수록 리바운드에 의해 받는 압력이 높아지게 된다. 이러한 리바운드 현상을 고려하여 방폭문에 폭발 압력의 진행방향과 반대방향에 압력을 흡수하기 위한 장치로 리버슬 볼트(Reversal Bolt)를 방폭문 상단과 하단에 각 각 4개씩 보강(Fig. 3 우측)하여 폭발압력에 의한 리바운드 효과를 최소화 하려 하였다.
- 하지만, 입사압의 경우 계측 결과가 문헌 자료보다 높게 나타났으며, 최근 폭발 압력 실험에서 입사압이 문헌 자료보다 높게 나타나는 경향을 나타내고 있다. 이러한 입사압 자료를 수집, 분석 중에 있으며, 본 연구에서는 입사압은 참고 치로 기술하였고, 실제 방폭문에 작용한 반사압을 활용하여 수치 해석을 위한 폭발 압력 자료로 활용하였다.
- 전문 기폭요원에 의해 소량의 폭약을 가지고 기폭 상태를 점검하여 모든 계측장비의 트리거 신호 상태및 데이터 저장상태를 확인하였다.
- 제작 업체에서 제공한 방폭문의 설계 폭발하중은 입사압 4 ㍴(58 psi, 400 ㎪), 반사압 17 ㍴(246.5 psi, 1,700㎪)로 2개 타입의 방폭문 모두 동일한 설계 폭발하중으로 설계 되었다. 또한, 제작된 방폭문의 설계를 참고 하여 Fig.
대상 데이터
- 또한 방폭문의 반사압(Pr)을 측정하기 위해 방폭문의 전면의 강판 중앙에 반사압(Pr) 센서를 설치하는 것이 가장 이상적이나, 방폭문 제작 시 강판에 반사압 센서를 설치하기 위한 가공이 선행되어야 하는 등 센서 설치에 어려움이 있어 방폭문의 양끝에서 100 ㎜ 너비를 두어 콘크리트구조물에 2개 설치하였으며, 설치 높이는 방폭문 전체 높이의 중간지점에 설치를 하였다. 또한, 폭발 영상을 계측하기 위하여 고속카메라(High Speed Camera) 2대가 사용되었다. 실물실험에 사용된 폭발물은 TNT로 폭발속도는 2,000~8,000 m/s가 된다.
- 방폭문 3D 모델링의 메쉬 설정은 위의 설정을 모두 완료한 후 진행할 수가 있다. 메쉬는 전체적으로 30 ㎜크기의 1차 요소 해석의 표준 메쉬로 작성되었으며, Node 및 Element 수는 각각 105,554 및 357,080개 이다.
- 실물 실험과 수치 해석에서 사용된 리버슬 볼트는 지름 20 ㎜의 SS400 유사 소재로 특수 제작된 일반 볼트이다. 슬라이딩 방폭문은 다른 방폭문의 종류에 비해 폭발 압력에 노출되는 면적이 넓고, 바닥 레일과 상단 베어링에 방폭문이 지지되어 있는 구조로 폭발 압력에 의한 리바운드 충격에 매우 취약하다.
- 실물 실험에 사용된 양개형 방폭문과 슬라이딩 방폭 문은 방호에 효과적이고 연성이 높은 금속(SS 400) 그 릴로 제작되었으며, 2방향 십자(+)형태의 빔(Beam)을 내부에 배열(Array)하여 폭압에 의한 반동(Rebound)의 노출에도 손상이 최소화 될 수 있는 금속 그릴 구조로 설계되었다.
- 또한, 폭발 영상을 계측하기 위하여 고속카메라(High Speed Camera) 2대가 사용되었다. 실물실험에 사용된 폭발물은 TNT로 폭발속도는 2,000~8,000 m/s가 된다. 따라서 고속카메라의 해상도(1280 × 800)와 저장 메모리 용량을 고려하여, 촬영 속도를 2,000 fps(frame per second)로 하여 폭발과정을 촬영하였다.
데이터처리
- 실물 실험에 사용된 슬라이딩 방폭문의 설계 및 시험조건을 참고하여 리버슬 볼트를 포함한 3D 모델링 작업을 수행하고 실물 실험의 결과를 재현하기위해 시뮬레이션을 전산해석 프로그램에 의해 수행하였다.
이론/모형
- 방폭문 3D 모델링은 실물 실험에서 사용된 슬라이딩 방폭문의 설계 도면에 따라 SolidWorks에 의해 작성되었다. 슬라이딩 방폭문의 경우 방폭문을 열기 위해서는 바닥에 매립된 레일을 따라 방폭문의 너비만큼좌 또는 우로 이동하게 된다.
성능/효과
- 1. 실물 실험을 통한 슬라이딩 방폭문의 폭발하중 폭발 압력 계측 결과, 방폭문에 작용한 폭발 압력(Pr)의 최대값은 347.7 psi(2.397.3 ㎪)로, UFC 3-340-02의 실험 데이터와 유사값(91%)이 나타났다. 폭발 압력의 도달및 지속시간을 분석하면, 입사압이 약 0.
- 2. 실물 실험에서 사용된 슬라이딩 방폭문과 계측된 폭발 압력 값을 적용하여 M&S를 이용해 재현한 결과, 방폭문 하단의 폭발 압력 방향의 리버슬 볼트(Reversal Bolt)가 응력이 손실되어 파손이 되는 것으로 나타났다.
- 슬라이딩 방폭문의 2방향 내부 그릴에는 소성 변형이나 파손이 없는 것으로 나타났다. 2방향 형태의 금속 그릴이 높은 폭압과 리바운드에 강하다고 알려져 있어 본 수치해석에서 적용된 압력과 리바운드에 의한 충격에도 충분히 견딜수 있는 구조로 나타났다.
- 3. 슬라이딩 방폭문의 실물 실험 및 M&S를 통해 슬라이딩 방폭문의 개방 기능이 상실한 원인으로 나타난 리버슬 볼트(Reversal Bolt)를 재 설계하여 해석한 결과, 리버슬 볼트를 정방향 25 ㎜(625 ㎟)로 설계하였을 때, 해당 부분이 파손(Fail)의 전 단계인 소성 변형(Plastic Deformation)으로 결과가 나타났다.
- Fig. 11(우측)은 슬라이딩 방폭문의 리버슬 볼트 압력 계측 결과를 나타낸 것으로 최대 압력을 나타낸 하단 리버슬 볼트는 최대 압력이 4.3 ㎳ 지점에서 342 ㎫ 로 나타나 SS400의 물성 정보 중 파손 조건인 주 인장 파괴 응력 420 ㎫에 미치지 못해 재 설계된 25 ㎜ 리버슬 볼트(625 ㎟)가 본 슬라이딩 방폭문에 적합한 것으로 나타났다. 하지만, 실물 실험에서 파손된 리버슬 볼트의 재 설계 검증이 모두 시뮬레이션 해석으로만 진행된 만큼 실제 슬라이딩 방폭문 설계에 적용하여 실물 실험을 통한 검증이 필요하다고 판단된다.
- 파손된 리버슬 볼트는 압력을 받는 방향으로 설치된 것으로 실물 실험과 동일한 결과를 나타냈다. 또한, 슬라이딩 방폭문의 상단에서는 압력의 역 방향으로 설치된 2개의 리버슬 볼트와 플레이트에서도 파손(Fail)의 전 단계인 소성 변형 (Plastic Deformation)이 나타났다. 슬라이딩 방폭문의 2방향 내부 그릴에는 소성 변형이나 파손이 없는 것으로 나타났다.
- 4 ㎳ 더 지속되었다. 또한, 실물 실험 후 슬라이딩 방폭문의 작동 상태를 점검한 결과, 개방 기능 일부를 상실하였으며, 방폭문 하단의 폭발 압력방향으로 설치한 리버슬 볼트 (Reversal Bolt)가 파손된 것이 원인으로 나타났다.
- 리버슬 볼트의 파손 범위 수치를 해석한 결과, 23 ㎜ 의 정방형 리버슬 볼트(529 ㎟)에서 국소적인 파손이 발생되었으며, 파손이 짧게 지속된 점을 고려하여 23㎜의 정방형 리버슬 볼트(529 ㎟)가 파손 한계로 판단 된다. 따라서, 리버슬 볼트의 파손 안전율을 고려하여 25 ㎜의 정방형 리버슬(625 ㎟)를 적용하여 슬라이딩 방폭문을 재 설계하여, 4장에서의 동일한 조건으로 시뮬레이션을 수행하였다.
- 3 ㎪)로 방폭문의 설계하중 보다 입사압(249%)과 반사압(141%)이 모두 높게 계측이 되었다. 문헌 자료를 통한 기존 실험 데이터 UFC 3-340-02에 제시된 반구(Hemispherical)형태의 TNT 폭발 압력 파라메타를 이용하여 본 실험 조건으로 산출하면, 입사압 80 psi(551.5 ㎪), 반사압이 380 psi(2,620 ㎪) 정도로 산출되며 방폭문의 실물 실험을 통해 계측된 반사압 347.7 psi은 유사값(91%)을 나타냈다.
- 실물 실험을 위해 슬라이딩 방폭문(W 3000×H 2500) 외에 양개형 방폭문(W 2400×H 2400)을 추가하여 총 2개의 방폭문이 설계, 사용되었다. 방폭문의 실물 실험은 수행 기간 및 비용이 높은 점을 감안하면, 슬라이딩 방폭문의 단독 실험보다 폭약을 중심으로 4면에 방폭 문을 대칭하여 실험하는 것이 가장 효율적이나, 방폭문 설계 및 제작비용을 고려하여 방호 구조물에 많이 쓰이는 양개형 방폭문 1개를 추가하여, Fig. 2와 같이 2개의 방폭문을 폭약에 대칭하여 실물 실험에 적용하여 방폭문의 구조형태에 따른 실물 실험 결과를 비교할수 있었다.
- 여기서, Gauge 77이 실물 실험에서 파손된 리버슬 볼트이다. 시뮬레이션 결과, 파손된 리버슬 볼트는 Gauge 77로 1.25 ㎳에 SS400의 물성 정보중 파손(Failure) 조건인 주 인장 파괴 응력(Principal Tensile Failure Stress)이 420 ㎫을 넘어서며 파손상태가 지속되었고, 3.9 ㎳에 최대 540 ㎫의 압력을 나타냈다. 5.
- 여기서, 육안 검사는 도어의 표면 부식 및 파손여부, 도어의 뒤틀림 또는 처짐 발생여부, 개스킷 조립상태 및 파손여부를 확인하고, 작동 검사에서는 힌지 조립체의 파손 여부및 작동 상태, 잠금장치의 작동상태, 수동 개폐 작동검사(자동식인 경우 병행)를 실시하는 것이며, 방폭문의 실물 실험 성능 합격 여부를 결정하는 항목이다. 실물 실험 후 양개형 방폭문의 육안 검사, 작동 검사에서는 이상이 없었으나, 슬라이딩 방폭문의 경우 작동검사 결과, Fig. 6과 같이 문의 개방 기능 일부를 상실하였다. 슬라이딩 방폭문의 개방 기능을 상실한 원인은 폭발 압력으로 방폭문의 리바운드에 의한 충격을 방지하기 위해 설치된 리버슬 볼트의 파손 때문인 것으로 나타났다.
- 실물 실험과 M&S를 통해 슬라이딩 방폭문의 구조적 안정성을 검증한 결과, 두 가지 결과 모두 같은 위치의 리버슬 볼트에서 공통적으로 문제점이 나타났다.
- 폭발하중 수치 해석을 위한 대표적인 시뮬레이션 프로그램으로는 LS-DYNA와 AutoDyn이 많이 사용되고 있다. 이 프로그램 모두 폭발 해석에 대한 구조물 또는 부재의 거동 및 안정성 평가에 효율적이며, 특히 AutoDyn에서는 LS-DYNA보다 폭발 해석에 필요한 Material 데이터 베이스를 가지고 있어 설계가 다소 유리한 점이 있다. 박성준등은 LS-DYNA을 이용하여,3,7,8) 박재원등은 AutoDyn을 이용하여 폭발하중에 대한 수치 해석 연구를 진행하였다9-12).
- 입사압과 반사압의 도달 및 지속시간을 분석하면, 입사압이 약 0.7 ㎳정도 빠르게 반사압 보다 먼저 방폭 문에 도달하였으며, 지속시간은 반사압이 입사압보다 2.4 ㎳ 더 지속되었다.
- 실물 실험에서 사용된 슬라이딩 방폭문과 계측된 폭발 압력 값을 적용하여 M&S를 이용해 재현한 결과, 방폭문 하단의 폭발 압력 방향의 리버슬 볼트(Reversal Bolt)가 응력이 손실되어 파손이 되는 것으로 나타났다. 파손된 리버슬 볼트에 계측된 최대 압력은 579 ㎫ 로 SS400의 주 인장 파괴응력 420 ㎫보다 37% 높게 나타나 파손된 것으로 판단된다. 또한, 시뮬레이션 해석에서 리버슬 볼트의 파손 현상은 개방 기능이 원활히 작동하지 않은 실물 실험의 결과와 동일하게 나타났다.
- 3 ㎪)로, UFC 3-340-02의 실험 데이터와 유사값(91%)이 나타났다. 폭발 압력의 도달및 지속시간을 분석하면, 입사압이 약 0.7 ㎳정도 빠르게 반사압 보다 먼저 방폭문에 도달하였으며, 지속시간은 반사압(4.0 ㎳)이 입사압(1.6 ㎳)보다 2.4 ㎳ 더 지속되었다. 또한, 실물 실험 후 슬라이딩 방폭문의 작동 상태를 점검한 결과, 개방 기능 일부를 상실하였으며, 방폭문 하단의 폭발 압력방향으로 설치한 리버슬 볼트 (Reversal Bolt)가 파손된 것이 원인으로 나타났다.
- 리버슬 볼트의 설치 위치에 대한 공간의 효율성을 고려하여 기존 원통형 리버슬 볼트에서 정방형 형태의 리버슬 볼트로 변환하였다. 해석 결과, 정방형 20, 23 mm의 리버슬 볼트에서는 큰 파손 및 국소적인 파손이 나타났으며, 정방형 25 mm 에서 파손의 전 단계인 손상이 나타났다.
후속연구
- 본 연구에서는 실물 실험의 결과를 토대로, 슬라이딩 방폭문의 작동기능을 상실하게 된 원인으로 나타난 리버슬 볼트의 재 설계 과정을 모두 M&S에 의존하여 연구를 진행하였다. 따라서, 추후 재 설계된 리버슬 볼트를 적용한 슬라이딩 방폭문의 실물 실험을 통한 검증이 필요할 것으로 판단된다.
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