수치해석 기반 Vibration Correlation Technique를 이용한 세미-모노코크 추진제 탱크 구조의 좌굴 설계 기준의 도출

강지윤; 강은혁; 박재상

doi:10.5139/JKSAS.2026.54.6.591

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자료유형: 학술저널

저자정보: 강지윤 (Chungnam National University) 강은혁 (Chungnam National University) 박재상 (Chungnam National University)

저널정보: 한국항공우주학회 한국항공우주학회지 한국항공우주학회지 제54권 제6호

발행연도: 2026.6

수록면: 591 - 598 (8page)

DOI: 10.5139/JKSAS.2026.54.6.591

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기하학적 초기 결함이 존재하는 스킨-스트링거-프레임 형식의 세미-모노코크 발사체 추진제 탱크 구조에 대해 수치해석 기반 Vibration Correlation Technique (VCT)를 적용하여 좌굴 설계 기준(Knockdown Factor, KDF)을 도출하였다. 유한요소 모델링 및 해석은 ABAQUS를 활용하여 수행하였으며, Single Perturbation Load Approach (SPLA) 기법으로 초기 결함을 구현하고, 고유치 해석을 통해 압축 하중과 1차 모드의 고유 진동수의 상관관계를 분석하여 좌굴 하중을 예측하였다. 얻어진 좌굴 하중으로부터 도출된 좌굴 KDF는 비선형 후좌굴 해석으로부터 얻어진 결과와 최대 4.48% 이내의 차이를 보였으며, NASA SP-8007의 좌굴 KDF 대비 59.6%~63.7% 높다. 또한, 수치 해석 기반의 VCT는 비선형 후좌굴 해석 대비 최대 85%의 해석 시간 단축 효과를 보였다. 따라서, 본 연구에서 수치해석 기반 VCT를 통해 도출한 좌굴 KDF는 세미-모노코크 발사체 추진제 탱크 구조의 경량 설계에 적용 가능하며, 수치해석 기반의 VCT는 해석 효율성 향상에 활용 가능함을 확인하였다.

#Geometrical Initial Imperfection(기하학적 초기 결함) #Semi-monocoque(세미-모노코크) #Launch Vehicle(발사체) #Propellant Tank(추진제 탱크) #Vibration Correlation Technique(진동-압축 하중 연계법) #Buckling(좌굴) #Knockdown Factor(좌굴 설계 기준)

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