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본 연구에서는 미시역학 전산 모형을 통해 열 보호 시스템에 사용되는 내열 코팅 재료의 유효 열전도도와 탄성 계수를 산출하고 분석하였다. 상용 프로그램 Simpleware를 이용하여 HfC로 코팅된 탄소/탄소 복합재료의 삼차원 전산 모형을 생성한 후 유한요소 해석을 수행하였다. 유효 물성의 경향을 확인하기 위해 코팅층의 기공도와 두께 변화를 고려하였다. 또한, 실제 시편을 제작하여 실험에서 온도에 따라 측정된 열전도도와 해석에서 산출된 열전도도를 서로 비교하였으며 해석 결과가 측정값에 근접하였다. 이를 통해 내열 코팅 재료의 유효 물성을 산출하는데 있어서 미시역학 전산 해석이 적절함을 확인하였다.

In this study, the effective thermal conductivity and elastic modulus of heat-resistant coating materials are analyzed by using micromechanical computational models. Three-dimensional computational models for HfC-coated carbon/carbon composites were created with Simpleware, and finite element analysis was performed. The porosity and thickness changes in the coating layer were taken into account to identify the tendency of effective material properties. In addition, the coupon specimen was produced to compare the thermal conductivity measured by experiments with the one obtained by finite element analysis according to temperature changes, and the analysis results were close to the measured values. This confirms that micromechanical computational analysis is appropriate in the calculation of effective material properties of coating composites.
#Carbon/Carbon Composites(탄소/탄소 복합재료) #HfC Coating(탄화 하프늄 코팅) #Micromechanics(미시역학) #Computational Model(전산 모형)

목차

ABSTRACT
초록
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 전산 해석 기법
Ⅲ. 시편 형상 및 재료 물성
Ⅳ. 전산 모형 및 해석
Ⅴ. 결론
References

참고문헌 (34)

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Gnoffo, P. A., “Planetary-entry Gas Dynamics,” Annual Review of Fluid Mechanics, Vol. 31, No. 1, 1999, pp. 459~494. google schola Gnoffo, P. A., “Planetary-entry Gas Dynamics,” Annual Review of Fluid Mechanics, Vol. 31, No. 1, 1999, pp. 459~494. google schola Mullenix, N. and Povitsky, A., “Hypersonic Ablation of Graphite Thermal Protection Systems with Surface Defects,” Journal of Spacecraft and Rockets, Vol. 53, No. 5, 2016, pp. 912~929. google schola Mullenix, N. and Povitsky, A., “Hypersonic Ablation of Graphite Thermal Protection Systems with Surface Defects,” Journal of Spacecraft and Rockets, Vol. 53, No. 5, 2016, pp. 912~929. google schola Biercuk, M. J., Llaguno, M. C., Radosavljevic, M., Hyun, J. K., Johnson, A. T. and Fischer, J. E., “Carbon Nanotube Composites for Thermal Management,” Applied physics letters, Vol. 80, No. 15, 2002, pp. 2767~2769. google schola

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