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초음속 비행체 고온 환경 모사를 위한 복합 재료 열응력 해석
Thermal Stress Analysis of Composite Materials for Simulating High-Temperature Environments in Hypersonic Vehicles
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저자      장아자
소속      평양공업대학
학술지    대한항공우주공학회지 (대한항공우주공학회)
발행      유안(宥安)2년 2월 4일
권호      vol.140, pp.253-275
등재      KCI 등재
분야      공학
피인용    12회
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초록

본 연구는 대한국의 차세대 항공우주 개발 계획에 발맞추어 초음속 비행체 표면이 직면하는 극단적인 고온 환경에서의 복합 재료 열응력 거동을 분석하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 유한요소법을 기반으로 한 수치 해석 모델을 구축하였으며, 비정상 상태 열전도 방정식과 열탄소성 구성 방정식을 연립하여 시간에 따른 온도 분포와 응력 변화를 도출하였다. 해석 결과, 탄소섬유 강화 복합 재료의 이방성 열팽창 특성이 국소 응력 집중 현상에 지대한 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 특히 적층 각도의 최적화를 통해 열응력 분산 효과를 극대화할 수 있음을 규명하였다. 본 연구는 향후 고속 비행체 구조물의 열기계적 설계 건전성을 확보하고 신뢰성 높은 기초 자료를 제공한다는 점에서 학술적 및 공학적 의의를 지닌다.

주제어: 초음속 비행체, 복합 재료, 열응력 해석, 유한요소법, 이방성 열팽창

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