자주포 유니버셜조인트 한계내구수명 예측에 관한 연구
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2021
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108-108(1쪽)
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K55A1 자주포의 파워팩은 엔진 동력으로 구동되는 냉각팬의 송풍을 통해 냉각된다. 특히, 엔진의 기어박스와 냉각팬 사이에 위치한 유니버셜조인트(Universal joint)가 엔진의 회전력을 냉각팬에 매개 및 전달한다. 야전 운용 시 K55A1 유니버셜조인트의 내부 부싱 파손 및 고무덮개 크랙 문제가 발생했고, 문제의 원인과 개선 방안이 기 식별된 후 기본성능시험 및 체계장착시험을 통해 개선 효과도 확인되었다. 하지만 단기적인 대책뿐만 아니라 체계의 장기 운용성을 확보하기 위해 개선품의 내구수명 및 한계내구수명에 대한 추가적인 입증이 요구된다.
본 논문은 가속내구 시험을 통해 유니버셜조인트 기존품과 개선품의 백래쉬(Backlash)를 측정하고, 내구수명과 한계내구수명 예측치를 비교한다. 먼저 유니버셜조인트의 고장 매커니즘을 기반으로 개체 내구도에 핵심적인 영향을 끼치는 가혹 인자들을 선별한다. 선별된 인자들은 개체의 회전속도, 외부 온도 등이며, 가속내구 시험 시 실제 고장 조건에 비추어 각각 적합한 값으로 설정된다. 현실적인 제약 하에 100시간 동안 가속내구 시험을 수행한 결과, 개선품의 백래쉬(0.4mm)가 기존품의 수치(1.2mm)에 비해 3배 감소한 것이 확인되었다. 한편, 유니버셜조인트의 한계내구 수명 판정 기준은 창정비작업요구서에 따라 구동축과 종동축 간 백래쉬가 0.0mm를 초과한 시점으로써, 주어진 가속 내구 시험 데이터에 다항 회귀(Polynomial regression) 분석을 적용한 결과 개선품의 한계내구수명(약 428시간)이 기존품의 수치(약 165시간)보다 2.6배 정도 증대될 것으로 예측된다.
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