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한국자동차공학회 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 한국자동차공학회 1991년 춘계학술대회논문집
발행연도
1991.6
수록면
160 - 172 (13page)

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원자력발전소, 중화학 플랜트등의 배관계통이나, 항공기및 자동차의 배기계농에서는 축방향 하중과 고온 고압의 유체로 인한 변형이나 파손이 자주 발생한다. 이러한 배기 배관계통의 변형이나 파손을 방지하기 위하여 신축이음의 일종인 벨로우즈가 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 축방향 하중을 받는 원형벨로우즈의 형상을 최적화하였다. 벨로우즈의 이론적 구조해석으로는 토로이달쉘부분에 에너지법을 사용한 Laupa의 해석이론을 기초로 하였고, 최적설계로는 벨로우즈 반지름과 파형 반지름과의 비 λ와 두께를 최적설계변수로 채택하였다. 또한 축방향변위를 목적함수로 선정하여 이를 최대화하였으며, 제한함수로는 세가지를 고려하였다. 첫째는, 전단변형에너지설을 이용하여 구한 응력에 대한 제한함수이고 둘째는, 압축하중을 받는 경우 파형의 겹침을 방지하기 위하여 제한함수를 고려하였고 세째로는, 토로이달쉘요소의 좌굴을 방지하기 위하여 Hutchinson의 좌굴식을 제한함수로 고려하였다. 이와 같은 이론적 구조해석과 형상의 최적화를 통하여 현재 산업현장에서 사용되고 있는 원형 벨로우즈의 설계값과 본 논문에서 고찰한 최적화된 설계값을 비교 검토함으로써 사용 용도 및 조건에 맞는 적정형상과 이에 따르는 안전성 및 경제성을 도출하고 원형벨로우즈 선택의 기본자료를 제시하였다.

목차

ABSTRACT

요지

1. 서론

2. 구조해석

3. 최적설계의 수식화

4. 고찰

5. 결론

참고문헌

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