An Evaluation of Structural Characteristics and Integrity for Rocket Motor Case according to Dome Types

돔 형상에 따른 연소관의 구조 특성 및 안전성 평가

Elastic-Plastic structural analysis was performed to evaluate structural characteristic and integrity for rocket motor case of solid propulsion system. The structural analyses were compared and evaluated using the simplified 2-D axisymmetric model and 3-D full model for rocket motor case with torispherical dome type. And pre-tension load for bolt model was considered in structural analysis. The results of displacement and stress for the simplified 2-D axisymmetric model and 3-D full model were in an good agreement with each other. Therefore, the simplified 2-D axisymmetric model for rocket motor case was recommended to verify quickly the structural integrity and save the modeling and calculating time in initial design stage. Also, the structural characteristic and integrity for rocket motor case according to 5 dome types was evaluated to select the optimal dome shape.

고체 연료 추진기관의 연소관에 대한 구조 특성 및 안전성을 평가하기 위해 탄소성 구조해석을 수 행하였다. 기본 모델인 토리구형(torispherical) 돔 형상을 갖는 연소관에 대해 2차원 축대칭 모델과 3차원 전체 모델에 대해 구조 해석을 비교 평가하였으며, 볼트 모델에 대한 체결력이 고려되었다. 이때, 단순화된 2차원 축대칭 모델과 3차원 전체 모델의 응력과 변위에 대한 해석 결과가 잘 일치함을 확인하였다. 따라서 연소관의 초기 설계단계에서 빠른 구조 안전성 검증과 모델링 및 해석 시간의 절감을 위해 단순화된 2차원 축대칭 모델이 추천된다. 또한, 최적의 돔 형상을 선택하기 위해 5가지 돔 형상에 따른 연소관에 대해 구조 특성 및 안전성을 평가하였다.