본 연구에서는 수중폭발에 의한 가스터빈 패키지에 작용하는 충격하중을 평가하고, 충격하중에 대한 가스터빈 패키지의 내충격 안전성을 검토하였다. 이를 위해 먼저 BV043에 따른 시간이력 충격하중을 산출하고, 산출된 충격하중을 바탕으로 이상화된 WEM(Whole Engine Model, 전체시스템)에 대한 시간영역에서의 과도응답해석을 수행하였다. 이를 통해 가스터빈 패키지의 주요구성품에 전달되는 하중을 평가하였으며, 평가된 전달하중을 바탕으로 주요구성품의 상세모델에 대한 내충격 안전성 검토를 수행하였다. 검토결과 가스터빈 패키지는 기준응력 대비 최소 1.0 이상의 안전율을 가지는 것을 확인하였다. 그리고 실물테스트를 통해 가스터빈 패키지 엔진제어시스템(EMS : Engine Management System) 구조 및 제어기능의 내충격 건전성을 검증하였다.
본 연구에서는 수중폭발에 의한 가스터빈 패키지에 작용하는 충격하중을 평가하고, 충격하중에 대한 가스터빈 패키지의 내충격 안전성을 검토하였다. 이를 위해 먼저 BV043에 따른 시간이력 충격하중을 산출하고, 산출된 충격하중을 바탕으로 이상화된 WEM(Whole Engine Model, 전체시스템)에 대한 시간영역에서의 과도응답해석을 수행하였다. 이를 통해 가스터빈 패키지의 주요구성품에 전달되는 하중을 평가하였으며, 평가된 전달하중을 바탕으로 주요구성품의 상세모델에 대한 내충격 안전성 검토를 수행하였다. 검토결과 가스터빈 패키지는 기준응력 대비 최소 1.0 이상의 안전율을 가지는 것을 확인하였다. 그리고 실물테스트를 통해 가스터빈 패키지 엔진제어시스템(EMS : Engine Management System) 구조 및 제어기능의 내충격 건전성을 검증하였다.
In this study, the shock resistance of a gas turbine package subjected to a shock load caused by non-contact underwater explosion was investigated using numerical analysis. To perform shock analysis, the time-history shock load was calculated according to BV-043 (German Navy Regulation). The direct ...
In this study, the shock resistance of a gas turbine package subjected to a shock load caused by non-contact underwater explosion was investigated using numerical analysis. To perform shock analysis, the time-history shock load was calculated according to BV-043 (German Navy Regulation). The direct transient response analysis in the time domain for the simplified Whole Engine Model (WEM) was performed using the calculated shock load. In addition, the structural integrity of a detailed model was evaluated by considering the shock load transferred to each component. As a result, it was confirmed that the safety factor was at least 1.0 as compared with the reference stress. Finally, the structural and functional integrity of the Engine Management System (EMS) of the gas turbine package was verified through an actual shock test.
In this study, the shock resistance of a gas turbine package subjected to a shock load caused by non-contact underwater explosion was investigated using numerical analysis. To perform shock analysis, the time-history shock load was calculated according to BV-043 (German Navy Regulation). The direct transient response analysis in the time domain for the simplified Whole Engine Model (WEM) was performed using the calculated shock load. In addition, the structural integrity of a detailed model was evaluated by considering the shock load transferred to each component. As a result, it was confirmed that the safety factor was at least 1.0 as compared with the reference stress. Finally, the structural and functional integrity of the Engine Management System (EMS) of the gas turbine package was verified through an actual shock test.
본 연구에서는 수중폭발에 의한 가스터빈 패키지에 작용하는 충격하중을 평가하고, 충격하중에 대한 가스터빈 패키지의 내충격 안전성을 검토하였다. 이를 위해 먼저 BV043에 따른 시간이력 충격하중을 산출하고, 산출된 충격하중을 바탕으로 이상화된 WEM(Whole Engine Model, 전체시스템)에 대한 시간영역에서의 과도응답해석을 수행하였다.
제안 방법
이를 통해 가스터빈 패키지의 주요구성품에 전달되는 하중을 평가하였으며, 평가된 전달하중을 바탕으로 주요구성품의 상세모델에 대한 내충격 안전성 검토를 수행하였다. 그리고 실물테스트를 통해 가스터빈 패키지 엔진제어시스템(EMS : Engine Management System) 구조 및 제어기능의 내충격 건전성을 검증하였다
본 연구에서는 수중폭발에 의한 가스터빈 패키지에 작용하는 충격하중을 평가하고, 충격하중에 대한 가스터빈 패키지의 내충격 안전성을 검토하였다. 이를 위해 먼저 BV043에 따른 시간이력 충격하중을 산출하고, 산출된 충격하중을 바탕으로 이상화된 WEM(Whole Engine Model, 전체시스템)에 대한 시간영역에서의 과도응답해석을 수행하였다. 이를 통해 가스터빈 패키지의 주요구성품에 전달되는 하중을 평가하였으며, 평가된 전달하중을 바탕으로 주요구성품의 상세모델에 대한 내충격 안전성 검토를 수행하였다.
이를 위해 먼저 BV043에 따른 시간이력 충격하중을 산출하고, 산출된 충격하중을 바탕으로 이상화된 WEM(Whole Engine Model, 전체시스템)에 대한 시간영역에서의 과도응답해석을 수행하였다. 이를 통해 가스터빈 패키지의 주요구성품에 전달되는 하중을 평가하였으며, 평가된 전달하중을 바탕으로 주요구성품의 상세모델에 대한 내충격 안전성 검토를 수행하였다. 그리고 실물테스트를 통해 가스터빈 패키지 엔진제어시스템(EMS : Engine Management System) 구조 및 제어기능의 내충격 건전성을 검증하였다
데이터처리
산출된 시간이력 충격하중을 이용하여 이상화된WEM에 대한 시간영역에서의 과도응답해석을 수행하였다.
이론/모형
시간이력 충격하중 계산은 독일해군 표준규격인 BV043을 따라 산정하였다. BV043에는 함정의 종류, 배수량, 장비 및 받침대의 설치위치 그리고 충격하중의 방향에 따라 서로 다른 충격응답스펙트럼과 이에 따른 시간이력 충격하중을 정의하고 있다.
성능/효과
이를 통해 가스터빈 패키지의 주요구성품에 전달되는 하중을 평가하였으며, 평가된 전달하중을 바탕으로 주요구성품의 상세모델에 대한 내충격 안전성 검토를 수행하였다. 검토결과 가스터빈 패키지는 기준응력 대비 최소 1.0 이상의 안전율을 가지는 것을 확인하였다. 그리고 실물테스트를 통해 가스터빈 패키지 엔진제어시스템(EMS : Engine Management System) 구조 및 제어기능의 내충격 건전성을 검증하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
장비의 내충격성능은 어떤 규격을 만족해야 하는가?
함정에 탑재된 장비의 경우, 충격, 진동, 소음 및 전자기 간섭 등에 대한 환경기준을 만족하는 설계가 필수적이다. 그 중 장비의 내충격성능은 통상 미군사표준규격(MIL-S-901D(STD : Standard :표준)) 또는 동등이상 규격(영국,프랑스,독일,NATO 해군 등)을 만족해야 한다. 내충격 성능은 시험에 의한 보증이 우선이나, 시험 설비 용량의 한계로 시험이 불가능할 경우 수치해석적 방법으로 검증할 수 있다.
함정에 탑재된 장비 설계에 필수적인 환경기준은 무엇이 있는가?
함정에 탑재된 장비의 경우, 충격, 진동, 소음 및 전자기 간섭 등에 대한 환경기준을 만족하는 설계가 필수적이다. 그 중 장비의 내충격성능은 통상 미군사표준규격(MIL-S-901D(STD : Standard :표준)) 또는 동등이상 규격(영국,프랑스,독일,NATO 해군 등)을 만족해야 한다.
충격하중에 대한 가스터빈 패키지의 내충격 안전성을 검토하기 위해서 사전에 수행된 것은 무엇인가?
본 연구에서는 수중폭발에 의한 가스터빈 패키지에 작용하는 충격하중을 평가하고, 충격하중에 대한 가스터빈 패키지의 내충격 안전성을 검토하였다. 이를 위해 먼저 BV043에 따른 시간이력 충격하중을 산출하고, 산출된 충격하중을 바탕으로 이상화된 WEM(Whole Engine Model, 전체시스템)에 대한 시간영역에서의 과도응답해석을 수행하였다. 이를 통해 가스터빈 패키지의 주요구성품에 전달되는 하중을 평가하였으며, 평가된 전달하중을 바탕으로 주요구성품의 상세모델에 대한 내충격 안전성 검토를 수행하였다.
참고문헌 (2)
BV043, 1985, "BUILDING SPECIFICATION for Ships of the Federal Armed Forces".
Seong, J., Choi, J. Kim, J. and Baek, S., 2015, "A Study on Shock Resistance Evaluation of Equipment for a Naval Ship by using BV-043," The Korean Society of Mechanical Engineers, Vol. 2015, No. 11, pp. 1361-1366.
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