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범세계적으로 환경규제가 강화되면서 친환경 에너지로 수소가 주목 받고 있다. 이러한 수소에너지를 상용화하기 위해 다양한 방면으로 수소저장에 관한 연구가 진행되고 있다. 수소압력용기는 기체상태의 수소를 초 고압으로 저장하여 낮은 에너지 밀도를 갖는 수소의 단점을 극복할 수 있어 현재 상용화 단계에서 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 70MPa Type III 압력용기에 대하여 접착계면 특성 및 온도에 따른 용기의 성능평가에 관한 연구를 수행하였다. 압력용기 접착계면의 특징을 모사한 단면겹치기 ...

범세계적으로 환경규제가 강화되면서 친환경 에너지로 수소가 주목 받고 있다. 이러한 수소에너지를 상용화하기 위해 다양한 방면으로 수소저장에 관한 연구가 진행되고 있다. 수소압력용기는 기체상태의 수소를 초 고압으로 저장하여 낮은 에너지 밀도를 갖는 수소의 단점을 극복할 수 있어 현재 상용화 단계에서 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 70MPa Type III 압력용기에 대하여 접착계면 특성 및 온도에 따른 용기의 성능평가에 관한 연구를 수행하였다. 압력용기 접착계면의 특징을 모사한 단면겹치기 조인트 시편을 제작하여 온도에 따라 정적 실험 및 피로 실험을 실시하고 해석을 수행하여 그 타당성을 입증하였다. 그리고 압력용기에 대하여 충전 시 발생하는 온돈 변화를 고려한 해석을 수행하였다. 온도변화를 고려하기 위해 충전 시 내부 온도가 올라가는 상황을 모사하여 열전달 해석을 수행하였으며 그 결과를 플라이 모델링 된 압력용기 해석에 적용하였다. 온도변화에 따른 재료의 거동을 해석에 적용하여 사실과 더욱 유사한 압력용기 해석을 실시하였으며 각 단계에서 모든 플라이에 발생하는 하중을 도식화하여 안전성을 판단하였다. 또한 기존 연구와 그 결과를 비교하여 자긴압력의 수정 방향을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, hydrogen energy has been paid attention as the next generation fuel due to the global environmental regulations. Therefore hydrogen storage techniques have been studied extensively for the commercialization of hydrogen energy. Many researches on hydrogen pressure vessel have been carried o...

Recently, hydrogen energy has been paid attention as the next generation fuel due to the global environmental regulations. Therefore hydrogen storage techniques have been studied extensively for the commercialization of hydrogen energy. Many researches on hydrogen pressure vessel have been carried out for the commercialization since the hydrogen pressure vessel can storage a lot of the hydrogen gas having low energy density by high pressure.
In this thesis, the adhesive interface characteristics and performance evaluation according to temperature of 70MPa Type III pressure vessel were studied. Single Lap Joint specimens simulating the interface of the pressure vessel were manufactured, and then tensile and fatigue tests were carried out. Also its validity proved using finite elements (FE) analysis.
FE analysis considering the temperature generated at during refueling was performed. For simulating the temperature change, Heat transfer analysis was carried out considering an inside temperature increase while the vessel was charged. And the result was applied to the ply-based pressure vessel model. For more realistic FE-analysis, temperature condition was taken into account. Loads generated at plies were illustrated in this thesis in order to the safety evaluation. In addition, the result was compared to the previous studies and the presented the direction of the new autofrettage pressure.