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문제 정의
- 상기 기어는 설계 요구규격을 상회하는과도한 토크 인가 시에도 형상기억합금의 초탄성 특성으로 소성변형 없이 본래의 형상으로 복원이 가능하며, 동시에 저 회전강성 구현을 통해 X-밴드 안테나 구동에 따른 미소진동절연 성능을 가진다. 따라서 X-밴드 안테나에 상기 SMA 메쉬 와셔 기어의 적용 타당성을 검토하기 위해 SMA 메쉬 와셔 두께방향 정하중 시험 및 SMA 메쉬 와셔기어 수준의 회전방향 정하중 시험을 통하여 SMA 메쉬와셔를 구성하고 있는 직조된 SMA 와이어의 조밀도에 따른 기본특성을 측정하였다. 또한 지상시험 및 궤도운용 시발생하는 피로관점에서의 열화현상을 검토하기 위해 가속 수명시험을 실시하였다.
- 본 논문에서는 기존의 티타늄 블레이드 기어가 갖는 소성변형 문제를 보완하고자 앞서 언급한 형상기억합금의 초탄성 특성에 주목 하였다. 초탄성 특성이란 형상기억합금이 특정온도인 오스테나이트 종료온도 이상의 온도범위에 작동환경 온도를 설정할 경우하중이 인가됨에 따라 오스테나이트 상으로부터 역쌍정 마르텐사이트로 변태가 일어나며, 이러한 변태는 소성 변형 없이 10%이상의 큰 변형을 가지다 하중을 제하 시에 잔류 응력 없이 본래의 형상으로 복원하는 특징을 가진다[5].
- 본 논문에서는 상기의 문제점을 보완하기 위해 형상기억합금 (Shape Memory Alloy, SMA)의 초탄성 특성에 주목하였다. 초탄성 특성이란 초기 설정한 특정온도인 오스테나이트 종료온도 (Austenite Finish Temperature, Af)이상의 온도에서 하중이 가해질 시 큰 변형이 발생하더라도 하중을 제하 시 본래의 형상으로 복원되는 특성을 말한다[5].
- 본 논문에서는 안테나의 방위각 방향에 대한 실험이므로 대표적으로 In-plane 방향인 x축에 대한 Waterfall로 미소진동절연 성능을 검토하였다. Fig.
- 본 절에서는 누적된 사이클에 대한 SMA 메쉬 와셔 기어의 열화현상 및 피로파괴를 검토 하고자 가속수명시험을 수행하였다. 상기 시험 시 궤도상에서 안테나 TPF (TrackingRarameter File) 프로파일에[12] 따른 안테나의 방위각 회전속도중 하나인 3°/sec, 인가 각도 ±2° 및 상온 (25°C) 조건하에서 수행하였으며, 동일한 조건에서 티타늄 블레이드 기어의 결과와 비교하였다.
가설 설정
- 9의 내부 히스테리시스 곡선 넓이 및 등가 강성으로 부터 유추 하였다. 또한,계산의 용이성을 위해 에너지 평형법에 기초하여 비선형 특성의 강성 및 댐핑을 선형으로 가정 하였다[11].
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