DDAM 해석기법을 이용한 함정 탑재 냉각모듈의 내충격 설계

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확장요약문

본 연구의 대상 장치는 함정 탑재 장비이며, 수중폭발에 의한 충격 하중 환경에 노출된다. 내충격 성능 검증에 적용되는 규격으로는 BV043, MIL-S-901D 등이 있으며, 본 장치는 MIL-S-901D 규격을 만족해야 한다. 해당 규격은 실물 시험을 통해 성능을 검증하는 시험 기반 규격으로, 해석적 검증 방법이 명시되어 있지 않다. 이에 따라 일반적으로 미 해군연구소(NRL, Naval Research Laboratory)에서 제시한 동적 설계 해석법(DDAM, Dynamic Design and Analysis Method)이 활용된다. DDAM 은 비선형 탄성 마운트가 적용되지 않은 강성 고정(Hard mounting) 방식의 시스템 분석에 적합하고, 널리 사용되고 있다.

본 장치는 비선형 탄성 마운트 없이 강성 고정되는 구조이므로, MIL-S-901D 에 따른 내충격 성능 분석을 위해 DDAM 기반의 응답 스펙트럼 해석을 수행하였다. 해석 소프트웨어로ANSYS Mechanical 을 이용하였으며, NRL Memorandum Report 1396 에서 제시하는 Ship Type – Surface 의 Deck Mounted Systems 를 해석 조건으로 적용하였다. 본 장치가 설치되는 함정 야드암(Yardarm)은 해당 문서에서 정의하는 수선 (Water line) 상부의 구조 격벽 등에 직접 장착되는 시스템 범주에 부합하므로, Deck Mounted 조건을 적용하였다. 최종적으로 해석을 통해 식별된 취약 부위를 대상으로 보강 설계하여 충격 하중에 대한 구조 건전성을 확보하였다.