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동 파이프 성형 시 치수 변화 및 배관 시스템의 기계적 특성 변화
Changes in Dimension and Mechanical Characteristics of Copper Pipe System during Pipe Processing 원문보기

한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society for Precision Engineering, v.31 no.7, 2014년, pp.615 - 622  

최제민 (고려대학교 대학원 기계공학과) ,  김수민 (고려대학교 대학원 기계공학과) ,  채수원 (고려대학교 기계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Copper pipes have been widely used as components of System Air-Conditioner due to high thermal conductivity. This system consists of 150 pipes, which are approximately 10m long in total. Dimensional changes occur during pipe processing such as expansion, reduction and bending. This processing induce...

주제어

#동   #파이프   #치수   #파이프 성형   #변형  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 동 파이프 확관/축관/L-굽힘 성형에 의해 치수 오차가 최대로 발생하는 경우에 어셈블리의 응력분포에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위해 5개의 파이프와 역류를 방지하는 체크 밸브 1개 및 이물질 거름용 필터로 구성된 임의의 동 파이프 어셈블리를 구성하였다.
  • 본 연구에서는 동 파이프 성형(확관/축관/L-굽힘)시에 발생하는 치수오차 예측을 통해 정확한 치수를 가진 동 파이프 결과물을 제작할 수 있도록 유한요소 해석을 진행하였다. 정확한 치수 오차예측을 통해 동 파이프 어셈블리의 누적 오차를 최소화할 수 있고, 치수 오차에 의해 발생하는 추가적인 응력 발생을 최소화할 수 있으며, 이로 인한 소성 변형 발생 가능성을 방지하여 배관 시스템이 설계된 사양으로 구현될 수 있다.
  • 원자재 사용 의존도가 높은 제품 중의 하나인 에어컨 실외기에 사용되는 냉매 유동용 동 파이프 소요량의 정확한 산출을 위해 동 성형에 의해 발생하는 소요량의 변화를 정확히 관리하기 위한 기준으로 제시하고자 한다. 많은 수의 동 파이프 성형 시 발생하는 치수 변화량의 누적이 매우 크기 때문에 많은 양을 사용할 경우 원자재 사용 중량에 큰 영향을 준다.

가설 설정

  • 파이프는 육면체 요소, 확관 공구는 사면체 요소를 사용하였다. 확관공구는 강체로 가정하였고, 파이프와 공구 간에는 접촉 조건을 부여하고, 파이프는 고정시키고 확관 공구를 이동시켜 확관해석을 진행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
동 파이프 가공 후 실측을 통해서 정확한 값을 얻을 수 없었던 이유는? 해석과 실측 결과간에 발생하는 치수 변화에 대한 오차의 원인을 검토해보면 동 파이프 직관 재단 시 발생하는 거스러미(Burr)에 의한 측정오차가 발생하였다. 치수를 측정할 때, 끝단에 발생하는 거스러미로 인해 정확한 치수측정이 난이하였고, 거스러미를 제거하여 측정을 하게 되면 제거 하는 과정에서 추가적인 치수 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 동 파이프 가공에서 발생하는 변형에 의한 정확한 치수 변화 값을 도출하는데 있어 실측을 통해서는 정확한 값을 얻을 수 없었으며, 실측과 해석결과의 비교에서 오차값이 미세하며 8가지 배관경마다 유사한 경향성을 가지므로 해석 결과는 타당하다고 볼 수 있다.
시스템 에어컨의 실외기에서 냉매의 통로로 사용하는 것은? 빌딩용 공기조화시스템으로 많이 사용되고 있는 시스템 에어컨의 실외기는 냉매의 통로로 동파이프를 사용하고 있다. 동 원소재의 압출이나 인발 과정을 거쳐 직관 형태의 동 파이프로 제작되고, Fig.
시스템에어컨의 역할은? 가정용에어컨과 달리 시스템에어컨은 빌딩과 같이 넓은 면적에 냉방 혹은 난방을 공급하는 역할을 하게 되는데, 큰 냉방 및 난방 부하에 대응하기 위해서 실외기 부피가 가정용 에어컨에 비해 크다. 또한 다양한 환경에서의 신뢰성 확보를 위하여 내부는 복잡한 파이프 구조를 가지게 된다.
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참고문헌 (4)

  1. London Metal Exchange, "LME Official Price," http://www.lme.com/pricing-and-data/pricing/officialprice (Accessed 12 May 2014) 

  2. Korean Industrial Standards, "Copper and Copper Alloy Seamless Pipes and Tubes," http://www.standard.go.kr/code02/user/0B/03/SerKs_View.asp?ks_noKSD5301 (Accessed 12 May 2014) 

  3. Kim, S. Y., Koo, J. M., Seok, C. S., and Mo, J. Y., "Evaluation of Residual Stress Effect about Fatigue Characteristic of U-shaped Structure," J. Korean Soc. Precis. Eng., Vol. 27, No. 4, pp. 79-86, 2010. 

  4. Kim, S. Y., Seok, C. S., Kim, H. I., Choi, C. H., Mo, J. Y., et al., "Evaluation of Fatigue Characteristic for Ushaped Copper Pipe," Proc. of the KSME Spring/Autumn Conference on Materials and Fracture, pp. 117-122, 2006. 

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