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필라멘트와인딩된 복합재 내열튜브의 구조 성능 평가
Evaluation of Structural Performance for Filament Wound Composite Ablative Tubes

윤성호   (금오공과대학교 기계공학부UU0000297  ); 황태경   (국방과학연구소 추진기관부CC0136088  ); 윤남균   (국방과학연구소 추진기관부CC0136088  ); 문순일   (국방과학연구소 추진기관부CC0136088  );
  • 초록

    본 연구에서는 내열 특성과 구조적인 특성을 갖는 탄소섬유/페놀릭 복합재 내열튜브를 필라멘트와인딩 공법에 의해 제작하고 이들의 구조적인 성능을 평가하였다. 이를 위해 내열튜브의 제작방법을 소개하고 황산용해법을 적용하여 내열튜브에서의 섬유체적비와 기공함유율을 측정하였다. 시편폭을 달리한 인장시편의 기계적 특성을 평가함으로써 강화섬유의 연속성을 나타낼 수 있는 시편형상을 제시하였으며 공정변수를 달리한 내열튜브에서 채취된 인장시편의 기계적 특성을 평가함으로써 내열튜브의 제작을 위한 적절한 공정조건을 결정하였다. 그리고 보증시험을 통해 수집한 음향신호의 분석을 통해 내열튜브에서의 균열진전과 파손양상을 조사하였다. 마지막으로 내열튜브 자체에 대해 보증시험과 파열시험을 수행함으로써 내열튜브 자체의 구조적인 신뢰성을 확인하였다.


    Composite ablative tubes required capabilities of ablative and structural characteristics were fabricated through filament winding technique and several experiments were conducted to evaluate the structural performance of composite ablative tubes. For this purpose, manufacturing procedures were briefly described and then resin digestion method was applied to measure the fiber volume fraction and the void content of composite ablative tubes. The configuration of tensile specimen fur composite ablative tubes with not losing the continuity of reinforced fibers was suggested by evaluating mechanical properties of several types of the specimen with different widths. Also, suitable processing variables for composite ablative tubes were determined by evaluating mechanical properties of several types of the specimen with different processing variables. In addition, acoustic emission signals were obtained during the proof test and could be applicable to study the crack initiation and the damage mode of composite ablative tubes. Finally, the structural reliability of composite ablative tubes could be verified to satisfy design requirements through the proof and burst tests.


  • 참고문헌 (8)

    1. A Study on the Fracture Process of KP-SAM Flight Motor Ablative Tube by Pressure , Yun, N. G.;Chung, S. K.;Lee, S. H. , KTCR-421.000001 / v.,pp.,
    2. The Influence of Winding Patterns on the Damage Behaviour of Filament-Wound Pipes , Rousseau, J.;Perreux, D.;Verdiere, N. , Composite Science and Technology / v.59,pp.1439-1449,
    3. KPSAM용 연소관 조립체 제작공정 연구 , 정상기;윤남균 , MSDC-416-97043 / v.,pp.,
         
    4. Acoustic Emission Monitoring of a Filament Wound Composite Rocket Motor Case During Hydrioroof , Hill, E. V. K.;Lewis, T. J. , Materials Evaluation / v.43,pp.859-863,
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    6. American Society for Testing and Materials , ASTM D2734, Annual Book of ASTM Standards, 08.01 / v.,pp.,
    7. Rosato, D. V.;Grove, C. S. Jr. , Filament Winding: Its Development, Manufacture, Application and Design / v.,pp.,
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    1. 1999 "고낙하추 충격시험기를 이용한 스티칭된 샌드위치 복합재의 저에너지 충격거동 연구" 복합재료 : 한국복합재료학회지 = Journal of the Korean Society for Composite Materials 12 (5): 54~64    
    2. 1999 "필라멘트와인딩 복합재의 기계적 특성과 와인딩시 공정변수와의 관계에 대한 실험적 고찰" 한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers 3 (2): 56~65    
    3. 2000 "고무차륜형 AGT 주행장치의 진동피로해석" 한국철도학회 논문집 = Journal of the Korean Society for Railway 3 (3): 117~124    
    4. 2001 "에폭시 열경화 복차재료의 성질 : 등온물리시효의 효과" 폴리머 = Polymer (Korea) 25 (3): 359~366    
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    7. 2002 "고온용 NITINOL 형상기억합금의 열적/기계적 특성 평가" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 19 (10): 52~59    
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    10. 2003 "제조공정변수에 따른 자가치료용 마이크로캡슐의 특성 고찰" 복합재료 : 한국복합재료학회지 = Journal of the Korean Society for Composite Materials 16 (2): 54~61    
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  • 문순일 (11)

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