산업용 장비들은 대형화되고 있고, 플랜트 역시 늘어나고 있는 추세이다. 하지만 대형화 될수록 배관 및 부속품들도 많아지고, 그것들의 부하를 감당하기 위해 더 많은 부속품들이 사용된다. 그 중 배관의 무게비중이 높은 밸브 디스크에 주목하였다. 밸브의 무게가 높을 경우, 브라켓과 배관에 부하가 많이 걸려 손상을 야기할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 밸브디스크를 경량화 시키는 것이 효과적이다. 밸브디스크를 경량화 하여 불필요한 브라켓이나 지지부등을 줄일 수 있다. 이러한 경량화와 관련하여 ...
산업용 장비들은 대형화되고 있고, 플랜트 역시 늘어나고 있는 추세이다. 하지만 대형화 될수록 배관 및 부속품들도 많아지고, 그것들의 부하를 감당하기 위해 더 많은 부속품들이 사용된다. 그 중 배관의 무게비중이 높은 밸브 디스크에 주목하였다. 밸브의 무게가 높을 경우, 브라켓과 배관에 부하가 많이 걸려 손상을 야기할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 밸브디스크를 경량화 시키는 것이 효과적이다. 밸브디스크를 경량화 하여 불필요한 브라켓이나 지지부등을 줄일 수 있다. 이러한 경량화와 관련하여 유한요소해석을 통해 최적의 효율을 얻는 방법이 다방면으로 연구되어왔다.
이 논문에서는 위상최적화를 통하여 경량화를 연구하였다. 유한요소해석 프로그램인 ANSYS Mechanical을 이용하여 구조해석, 위상최적화 그리고 검증을 진행하였다. 외형을 유지하기위한 쉘의 두께와 내부의 질량비율을 변수로 두고 응력과 변형, 최적화 형상을 분석하였다. 더 나아가 3D 프린팅으로 제작가능성 역시 입증하였다.
산업용 장비들은 대형화되고 있고, 플랜트 역시 늘어나고 있는 추세이다. 하지만 대형화 될수록 배관 및 부속품들도 많아지고, 그것들의 부하를 감당하기 위해 더 많은 부속품들이 사용된다. 그 중 배관의 무게비중이 높은 밸브 디스크에 주목하였다. 밸브의 무게가 높을 경우, 브라켓과 배관에 부하가 많이 걸려 손상을 야기할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 밸브디스크를 경량화 시키는 것이 효과적이다. 밸브디스크를 경량화 하여 불필요한 브라켓이나 지지부등을 줄일 수 있다. 이러한 경량화와 관련하여 유한요소해석을 통해 최적의 효율을 얻는 방법이 다방면으로 연구되어왔다.
이 논문에서는 위상최적화를 통하여 경량화를 연구하였다. 유한요소해석 프로그램인 ANSYS Mechanical을 이용하여 구조해석, 위상최적화 그리고 검증을 진행하였다. 외형을 유지하기위한 쉘의 두께와 내부의 질량비율을 변수로 두고 응력과 변형, 최적화 형상을 분석하였다. 더 나아가 3D 프린팅으로 제작가능성 역시 입증하였다.
Industrial equipment is becoming larger and plants are also increasing. However, as it becomes larger, there are more pipes and accessories, and more other accessories are used to handle their loads. Among them, we focused valve discs of butterfly-valve with a high weight in pipe. If the valve getti...
Industrial equipment is becoming larger and plants are also increasing. However, as it becomes larger, there are more pipes and accessories, and more other accessories are used to handle their loads. Among them, we focused valve discs of butterfly-valve with a high weight in pipe. If the valve getting heavier, the bracket and pipe is loaded and damaged more. To solve this problem, it is effective to lighten the valve disc. By lightening the valve disc, unnecessary brackets and supports can be reduced. In relation to this light weighting, the method of obtaining optimal efficiency through finite element analysis has been studied in many ways. In this paper, light weighting was studied through topology optimization. Structural analysis, topology optimization and verification were carried out using ANSYS Mechanical, a finite element analysis program. Stress and deformation were analyzed with the thickness of shell and internal mass reduction rate as variables to maintain the appearance. Furthermore, the possibility of 3D printing is also proved.
Industrial equipment is becoming larger and plants are also increasing. However, as it becomes larger, there are more pipes and accessories, and more other accessories are used to handle their loads. Among them, we focused valve discs of butterfly-valve with a high weight in pipe. If the valve getting heavier, the bracket and pipe is loaded and damaged more. To solve this problem, it is effective to lighten the valve disc. By lightening the valve disc, unnecessary brackets and supports can be reduced. In relation to this light weighting, the method of obtaining optimal efficiency through finite element analysis has been studied in many ways. In this paper, light weighting was studied through topology optimization. Structural analysis, topology optimization and verification were carried out using ANSYS Mechanical, a finite element analysis program. Stress and deformation were analyzed with the thickness of shell and internal mass reduction rate as variables to maintain the appearance. Furthermore, the possibility of 3D printing is also proved.
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