핀틀이 적용된 DACS 시스템의 밸브 경량화 모델에 관한 연구

고준복,박용수,김성수,이소담,백기봉,하동성,곽재수,서석훈 한국정밀공학회 2019 한국정밀공학회지 Vol.36 No.8

A guided missile is a weapon system used in the interception of a ballistic missile using kinetic energy of a kill vehicle. The DACS (Divert and Attitude Control System) is a quick reaction propulsion system and subsystem of a kill vehicle that provides control over positions of a kill vehicle. The DACS allows for the interception of its target with greater accuracy and reliability. A Kill vehicle needs to move at high speed in a bid to intercept a ballistic missile after detecting a target. Thus, the weight reduction design of DACs system is required. The DACS operates under high temperature and pressure environment. In this study, one-way FSI (Fluid and Structure Interaction) analysis were conducted for various types of weight reduction valve model to validate its robustness. Through this process, we suggest an optimized weight reduction valve model

압축 및 내압을 받는 고무 오링의 거동 특성에 관한 연구

고준복,김성수,박용수,이소담,백기봉,서석훈 한국정밀공학회 2019 한국정밀공학회지 Vol.36 No.8

Elastomeric O-ring seals are widely used in static and dynamic applications due to their excellent sealing capacity, and availability in various costs and sizes. One of the critical applications of O-ring seals is solid rocket motor joint seal. In this, the operating hot gas must be sealed during the combustion time. In this study, we analyzed the behavior of O-ring compressed and highly pressurized by using the finite element method. The numerical analysis technique was verified through the comparison of analytical model and FE results. By using the verified FE method, the contact stress profiles at the sealing surfaces were investigated. It was found out that the contact stress profiles and deformation behaviors of the O-ring are affected by friction coefficient, extrusion gap and stress relaxation considerably.

승용차용 레이디얼 타이어의 진동특성에 관한 연구

고준복(Junbok Ko),노형준(Hyungjun Noh),박진무(Jinmoo Park) 한국자동차공학회 2004 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-

Recently, it is very important to reduce noise and vibration for improving ride comfort in a passenger car as it is being advanced. Natural frequency and mode shape of a tire for passenger car are very important factor in anticipating ride comfort and reducing noise & vibration. Natural frequency and mode shape are specially required for researching transmission of vibration from a tire to axle. In this study, thus, Modal Test and Finite element analysis are carried out for determining the vibration characteristics of a tire under the fixed axle and inflation pressure 32 psi. The FEM model is verified against simulations and experiments. Also the relationship between vibration characteristics and variable (variation of inflation pressure, depth of groove pattern, width of tread) is analyzed by using Finite element analysis.

탄도 수정탄 롤제어시스템 충격해석 모델 개발에 관한 연구

고준복(Jun Bok Ko),윤찬식(Chan Sik Yun),김용대(Yong Dae Kim),김완주(Wan Joo Kim),조승환(Seung Hwan Cho) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集A Vol.39 No.8

탄도 수정탄은 기존의 포탄에 조종 kit를 장착하여 목표를 정밀 타격할 수 있게 하는 무기 체계이다. 롤제어시스템은 조종 kit의 구성품으로 유도조종부와 탄체부 사이에 위치하며 포발사시 횡방향으로 5,000g 상당의 가속도 하중을 받게 된다. 따라서 내고충격 설계를 하는게 중요하다. 선진국에서는 탄도수정탄의 개발과정에서 실사격 또는 포발사 회수 시스템을 이용하여 부품의 성능 및 강도를 평가하고 있으나 많은 시간과 비용이 든다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 CAE 해석적 방법으로 설계단계에서 롤제어시스템에 대한 충격 강도 평가를 할 수 있도록 해석 모델을 개발하였다. 충격 현상을 구현하기 위하여 Explicit code를 이용한 Dynamic 해석 기법을 적용하였고, 고변형률 물성 특성을 Johnson-Cook material model을 이용하여 구현하였다. 또한 베어링을 인너, 아우터 레이스, 리테이너, 볼등으로 상세적으로 구현하여 충격시 베어링의 거동 특성이 분석될 수 있도록 하였다. 개발된 해석 모델은 가스건 충격시험을 통해 그 신뢰성이 있음을 검증하였다. Course correction munition are a weapson system for precision attacks and are assembled by applying a ballistic control system to existing projectiles. The roll control system is a subsystem of the ballistic control system and is placed between the guidance and control units inside of the projectile, which undergoes a 5000g lateral acceleration. Thus, it is very important to design the system to endure this load. Many developed countries evaluate the performance and safety of course correction munitions" parts using live-fire gun launch tests or a soft recovery system. However, these methods are expensive and slow. Thus, in this study, we develop impact analysis model of the roll control system using CAE. We apply the code to simulate impact phenomenon and use Johnson-Cook material model for modeling the high strain rate effect on the materials. We also design bearings in detail to analyze their behavior and verify the reliability of CAE model through gas-gun impact tests of the roll control system.

A Study on the Impact Test Analysis of Specimens for Designing the Housing of Precision Guided Projectile

고준복(Jun bok Ko),이소담(So dam Yi),박은주(Eun joo Park),백기봉(Ki bong Baek),김명섭(Myeong seop Kim),서석훈(Suhk hoon Suh) Korean Society for Precision Engineering 2019 한국정밀공학회지 Vol.36 No.6

Abaqus Substructure 및 집중 질량법을 이용한 지지용 브라켓의 주파수 응답 해석

고준복(JunBok Ko),박수향(SuHyang Park),이재원(JaeWon Lee),백기봉(KiBong Baek),조승환(SeungHwan Cho) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5

본 연구에서는 지지용 브라켓과 장착제품 어셈블리에 대해 고유 진동수 및 주파수 응답 해석을 효율적으로 수행 할 수 있는 모델링 기법에 대해 검토를 진행하였다. 모든 부품을 유한요소 전체 모델로 구현 하는 방법을 기준으로 장착제품을 집중 질량 및 질량관성 모멘트로 처리하는 방법, 장착제품을 Abaqus Subsructure로 처리 하는 방법의 적용 타당성에 대해 검토 하였다. 해석 결과 3가지 모델링 기법은 고유진동수 및 주파수 응답 특성에서 유사한 결과를 나타내어 지지용 브라켓의 강성을 평가하는 방법으로 적용 가능함을 확인할 수 있었다. In this study, we review the accuracy of three simulation modeling method for analyzing natural frequency and Frequency Response Function of the support bracket assembly. We use the point mass method, Abaqus substructure method for replacing the mounted product in order to compare the natural frequency analysis results with full FEM model method. In conculsion, three simulation modeling method gives us the similar results for natural frequency and Frequency Response Function analysis. So, we confirm the validation of three simulation method for evaluating dynamic stiffness of support bracket assembly.

측추력기 Shutter의 단방향 유체-구조 연성해석에 관한 연구

고준복(Jun Bok Ko),서민교(Min Kyo Seo),이경호(Kyeong Ho Lee),백기봉(Ki Bong Baek),조승환(Seung Hwan Cho) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集A Vol.38 No.12

본 연구에서는 측추력기 구성품인 Shutter의 열구조 안전성을 평가하기 위해 단방향 유체-구조 연성해석을 수행하였다. Shutter는 측추력기에서 노즐을 개방시키기 위한 구동 토크와 연소가스의 고온, 고압 열하중을 받는 부품으로 연소가 진행되는 동안 열구조 안전성을 확보하여야만 한다. 유체-구조 연성해석을 위해 측추력기의 연소시간동안 내부 유동장에서 발생하는 연소가스의 압력 및 온도 분포, 대류열전달계수 값을 유동해석을 통해 도출하였고, 이 결과 값을 맵핑 방식을 이용하여 열구조 해석의 하중조건으로 부가하였다. 연소시간동안 Shutter에서 발생되는 최대 응력 및 취약위치, 온도분포를 단위 시간단위로 분석하여 온도에 따른 소재의 인장강도 값과 비교하여 열구조 안전성을 평가 하였다. 또한 반경방향 변형량을 분석하여 셔터와 노즐목 간의 적정 간극을 설정하는 근거로 활용하였다. In this study, 1-way fluid structure interaction analysis(FSI) for the shutter, component of side jet thruster was performed to evaluate the safety. Driving torque to open nozzle, thermal and high pressure load of hot gas was applied to shutter. Thus, the shutter must be designed to endure this load during combustion. We carried out computational fluid dynamics analysis to obtain the pressure, temperature, and heat transfer coefficient of hot gas of side jet thruster. We then used the data as the load condition for a thermal structural analysis using a mapping method. The locations with the maximum stress and temperature distributions were found. We compared the maximum stress with the tensile stress of shutter material according to temperature to evaluate the safety. We also analyzed the radial deformation of the shutter to set the proper interface gap with the side jet thruster parts.

랜덤진동 해석을 이용한 하이드라진 추력기의 강도 평가

고준복(JunBok Ko),이소담(Sodam Yi),박용수(YoungSoo Park),백기봉(KiBong Baek),이재원(Jaewon Lee),조승환(SeungHwan Cho) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.12

본 연구에서는 랜덤진동 하중 조건에서 강도를 평가할 수 있는 해석 기법을 정립하여, 1N급 하이드라진 추력기를 대상으로 구조 안전성을 평가 하였다. 추력기는 발사환경의 랜덤진동 조건에서 확률적으로 발생할 수 있는 최대 응력조건이 0~64.2 MPa로 소재 Haynes25의 항복강도 415 MPa를 초과하지 않아 구조적으로 안전함을 확인할 수 있었다. In this study, we set the CAE analysis method for random vibration loading condition to evaluate the safety of structure. and then we evaluate the safety for the 1 N-class hydrazine thruster. After the random vibration simulation, it was founded that the models have enough rigidity under the required environments

양방향 유체-구조 연성해석을 이용한 파이프의 고유진동수 해석

고준복(JunBok Ko),백기봉(KiBong Baek),조승환(SeungHwan Cho) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11

모달 응력 회복법(Modal Stress Recovery)을 이용한 Torsion Beam Axle 내구해석

고준복(Jun Bok Ko),임영훈(Young Hoon Lim),이동철(Dong Cheol Lee) 대한기계학회 2010 大韓機械學會論文集A Vol.34 No.10

모달중첩법은 구조물의 진동특성을 고려하여 내구수명을 평가할 수 있는 내구해석 기법이다. 본 논문에서는 모달중첩법과 유사하면서도 다물체 동역학 해석시 모달좌표를 직접 계산하여 전체적인 해석시간을 줄일 수 있는 모달응력 회복법을 이용한 내구해석 기법의 타당성에 대하여 검토하였다. 이를 위해 자동차 부품 중 대표적으로 동특성을 고려해야 하는 토션빔 액슬에 대하여 모달응력 회복법을 이용한 내구해석 및 시험을 실시하였다. 해석결과는 시험결과와 취약위치, 내구수명 등이 양호한 일치 결과를 나타내었다. 따라서 모달응력 회복법을 이용한 내구해석 기법은 다양한 구조물의 동특성을 반영한 내구수명 평가에 적용될 수 있을 것이다. MSM (Modal Superposition Method) is a technique for analyzing structural durability by taking the vibration characteristics into consideration. In this paper, MSR (Modal Stress Recovery) method, which is similar to MSM, was reviewed to check its validity as a durability analysis method. The MSR method directly calculates the modal displacement time history in multibody dynamics analysis; as a result, the total analysis time is shorter than that of MSM method. We conduct durability analysis using the MSR method and a durability test of a torsion beam axle that is affected by various road loads within the natural frequency of the beam axle. The analysis results for critical location and durability were in good agreement with the respective test results. Therefore, durability analysis using the MSR method is effective in predicting the durability of the structures of various dynamic systems.