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전역-국부 다중 DIC 시스템을 이용한 노치 구조물의 열변형 계측
신서해(Ruihai Xin),도안유엔뷰(Nguyen Vu Doan),구남서(Nam Seo Goo) 한국항공우주학회 2021 韓國航空宇宙學會誌 Vol.49 No.8
비행체의 초음속 비행 중 고온 환경에서의 열 거동은 비행체의 열 구조 설계에 중요하다. 본 연구에서는 전역-국부 다중 디지털 이미지 상관기법을 사용하여 노치 구조물의 전 영역의 열변형 및 응력집중 현상에 대해 관찰/분석하였다. 다중 DIC 시스템은 2D DIC 시스템과 3D DIC 시스템으로 구성되었다. 가열 챔버를 이용하여 노치 시편을 가열하였으며 여러 온도에서 다중 DIC 시스템을 사용하여 구조물의 변형 이미지를 촬영하고 분석하였다. 다중 DIC 기법을 사용하여 노치 시편의 전 영역 변형률과 노치 부위의 응력집중 현상을 계측/분석하였으며 ABAQUS<SUP>TM</SUP> 프로그램을 이용하여 노치 시편에 대해 유한요소해석을 진행하고 실험결과와 비교 분석하였다. 본 연구를 통해 다중 DIC 시스템의 열변형 계측과 응력 집중 현상의 연구 분석에서의 활용 가능성을 보여주었다. During supersonic flight of vehicles, the thermal behavior of structures under high-temperature environment is important for thermal-structural design. In this study, full-field thermal deformation and stress concentration of the notched structure was performed using global-local multi-digital image correlation (multi-DIC) systems. This techniques were developed and implemented by multi-DIC systems consists of 2D DIC system and 3D DIC system. The specimen was heated in a heating chamber to achieve the thermal expansion behavior. Then the images of structure’s deformation and stress concentration at various temperature were recorded and analyzed by multi-DIC system. Afterward, full-field thermal deformation of the notched structure was determined with DIC technique and stress concentration at the notched structure was calculated by further processing. Finite element analysis of the notched structure is performed in ABAQUS<SUP>TM</SUP> and the results of the experiments show good agreement with those obtained from simulation. The results achieved in this study show the efficiency of the muilti-DIC method in thermal deformation as well as stress concentration of notched structure.