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미래의 대체 에너지원으로 활발한 연구가 진행 중인 수소가스는 고압의 상태로 저장되어 사용되므로, 수소가스의 저장 용기는 높은 내압강도와 기밀성을 지녀야 한다. 이와 동시에 수소가스를 자동차의 연료로서 저장 탑재하기 위해서는 경량인 용기의 개발이 필요하다. 섬유강화 복합재료는 비강성, 비강도 등이 높아 우수한 기계적인 성질을 가지기 때문에 경량화가 요구되는 구조물에 대한 적용이 용이하여 이에 대한 연구 또한 활발해지고 있다. 복합재료를 이용하여 제작되는 필라멘트 와인딩 압력용기는 재래식 금속 압력용기에 비해 무게가 가벼우면서도 같은 용적의 기체를 담을 수 있으며 또한 강한 내식성을 가지고 있기 때문에 장기간 사용에 유리하다. 따라서 금속 압력용기의 단점을 보완하기 위해 ...

미래의 대체 에너지원으로 활발한 연구가 진행 중인 수소가스는 고압의 상태로 저장되어 사용되므로, 수소가스의 저장 용기는 높은 내압강도와 기밀성을 지녀야 한다. 이와 동시에 수소가스를 자동차의 연료로서 저장 탑재하기 위해서는 경량인 용기의 개발이 필요하다. 섬유강화 복합재료는 비강성, 비강도 등이 높아 우수한 기계적인 성질을 가지기 때문에 경량화가 요구되는 구조물에 대한 적용이 용이하여 이에 대한 연구 또한 활발해지고 있다. 복합재료를 이용하여 제작되는 필라멘트 와인딩 압력용기는 재래식 금속 압력용기에 비해 무게가 가벼우면서도 같은 용적의 기체를 담을 수 있으며 또한 강한 내식성을 가지고 있기 때문에 장기간 사용에 유리하다. 따라서 금속 압력용기의 단점을 보완하기 위해 HDPE 라이너에 복합재료를 보강한 다층구조로 수소 압력용기를 제작하게 된다. 내부의 HDPE 라이너는 가스의 누출을 막기 위한 기밀유지의 기능을 하고, 외부는 주로 필라멘트 와인딩 공법을 이용하여 내압강도 유지에 필요한 복합재료층을 형성한다. 본 연구에서는 압력용기의 라이너와 금속 boss의 형상을 설계하고 복합재료층의 hoop 및 helical 와인딩의 두께와 각도를 결정하여, 압력용기의 제작 비용과 재료를 최소화하면서 파괴압력에 견디는 조건을 만족하는 최적의 형상을 설계하였다.

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