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논문 상세정보

초고온 동압을 받는 제트 베인의 구조 안전성 평가에 대한 연구

A study on structural safety evaluation of jet vane under very high temperature and dynamic pressure

초록

초고온($2700^{\circ}C$) 연소가스에 직접 노출된 상태에서 가스유동에 의한 동압을 받는 추력편향장치용 제트 베인의 열구조 안전성을 평가하기 위하여 내열합금의 초고온 인장시험 및 3차원 비선형 수치해석을 수행하였다. 고온 구조거동을 분석하여 제트 베인의 구조안전성을 평가하였으며 구조해석결과를 지상연소시험결과와 비교하였다. 구조 및 열 하중의 대부분은 제트 베인 축에 집중되었으며, 축은 $1400^{\circ}C$ 이하에서 구조적으로 안전한 것으로 밝혀졌다. 지상연소시험결과와 구조해석결과의 비교를 통하여 베인 하중과 축의 변위를 기준으로 구조안전계수를 평가하는 것이 등가응력에 의한 평가 기준보다 더 유용한 기준으로 판단되었다.

Abstract

To evaluate structural safety factor of the jet vane for the thrust deflection system under the dynamic pressure and very high temperature($2700^{\circ}C$) of the combustion gas flow, the high temperature tension tests of refractory metals and 3-D nonlinear numerical simulations are performed. Through the analysis of high temperature structural behavior for jet vane, the structural safety of jet vane is evaluated, and numerical results are compared with static pound tests of jet vanes. It has been found that most of structural and thermal loading is concentrated on the vane shaft which worked as safe under $1400^{\circ}C$. From the comparison of static ground tests and numerical results, the evaluation criterion using the vane load and shaft displacement is more useful to estimate the structural safety than using the equivalent stress.

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