연성해석을 통한 (K)F-16 유량계 내부 링 기어 조립체의 구조 안정성 평가 = Evaluation of Structural Safety of Ring Gear Assembly inside Fuel Flow Transmitter Using Fluid-Structure Interaction Analysis

국문 초록 (Abstract)

링 기어 조립체는 국내에서 운용중인 (K)F-16 전투기 내부 유량계에 장착되는 핵심 부품으로, 유체의 하중을받아 각 변위가 발생하면 센서부에서 해당 신호를 감지하여 유체의 유량을 실시간으로 확인 할 수 있도록 하는 중요한역할을 수행한다. 본 연구에서는 국내 생산의 필요성을 고려하여 현재 전량 수입에 의존하고 있는 링 기어 조립체에대한 유한요소 모델을 활용하여 구조 안정성 평가 및 피로수명 평가를 수행하였다. 피로수명 계산을 위해서는 구조물에가해지는 하중의 시간 응답이 중요하므로 구조물에 가해지는 유체의 하중을 면밀히 산정하기 위해 회전체의 유동 해석에주로 사용되는 MRF(Moving Reference Frame) 기법과 SM(Sliding Mesh) 기법을 활용하여 과도 유동해석을 실시하였으며, 과도 유동 해석의 결과를 과도 구조 해석의 경계조건으로 사용하여 해석을 수행하는 단방향 과도 유체-구조연성해석 기법을 도입하여 구조에 가해지는 하중의 시간 응답을 면밀히 확인하였다. 최종적으로 구조 및 피로 해석 결과를 종합적으로 검토하여 링 기어 조립체의 구조적 안정성과 높은 피로수명을 확인하였다.