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고압용 밸브시험기의 거동해석
Behavior Analysis of High Pressure Valve Tester 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.10 no.1, 2019년, pp.149 - 154  

이종선 (대진대학교 컴퓨터응용기계공학과)

초록
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밸브를 생산하는 공장에서 사용하는 기존의 밸브시험기는 압력을 수동 조작함으로서 정밀압력을 측정 할 수 없었다. 이를 개선하기 위하여 기존의 밸브시험기에 대하여 CATIA를 활용하여 설계하고 3차원 유한요소 해석코드인 ANSYS를 활용하여 설계된 밸브시험기에 대하여 거동해석을 수행하고 고압의 내부압력에 따른 내부누수, 총변형량, 변형률, 응력 등을 구하였다. 이러한 해석결과는 새로운 고압용 밸브시험기를 개발하기 위한 초기자료로 활용되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

High pressure valve tester used in industrial fields precise measurement gives inconvenience in precise measurement due to manually regulated pressures. In order to improve this inconvenience, the high pressure valve tester was designed by using CATIA and structural analysis of the designed high pre...

주제어

#고압용   #밸브   #거동해석   #융합   #해석결과  

표/그림 (25)

AI 본문요약
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제안 방법

  •   ANSYS[2,3]를 사용하여 거동해석[4,5]을 실시하여 압력에 따른 내부누수, 유체의 흐름, 안전도를 검증하였으며 고압용 밸브시험기의 총변형량, 변형률, 응력을 구하였다.
  • 3. 내부압력에 의한 균열이나 누수여부를 알기 위해 50bar에서 150bar까지 거동해석을 진행하였다.
  • 누수여부의 경우 형상의 두께 값이 필요하여 외부형상의 두께 값을 활용하였으며 내부의 압력으로 50, 100, 150 bar의 압력을 가하였다. 고압용 밸브시험기의 파이프 물성치는 Table 1과 같은 고압용탄소강광의 물성치[6]를 이용하여 거동해석을 실시하였다.
  • 누수여부의 경우 형상의 두께 값이 필요하여 외부형상의 두께 값을 활용하였으며 내부의 압력으로 50, 100, 150 bar의 압력을 가하였다. 고압용 밸브시험기의 파이프 물성치는 Table 1과 같은 고압용탄소강광의 물성치[6]를 이용하여 거동해석을 실시하였다.
  • 밸브를 생산하는 공장에서 사용하던 밸브시험기는 조립품으로서 문제점이 많이 발생하였다. 이러한 문제점을 보안하기 위해 고압용 밸브시험기를 제작하였다.
  • 해석결과는 100A 밸브와 200A 밸브를 각각 고압용 밸브시험기에 결합한 상태에서 작업유체의 입력점과 내부 벽인 WALL만을 정의한 후 고압용 밸브시험기 내부의 유체가 가득 채워진 상태에서 압력을 측정하였다. 압력은 50bar부터 150bar까지 50bar씩 증가하여 측정하였다.

대상 데이터

  • Fig. 1는 100A 밸브의 Mesh 형상이며 46,269개의 절점과 25,276개의 요소로 구성되어 있다.

이론/모형

  • 신모델 고압용 밸브시험기에 대하여 CATIA[1]를 활용하여 모델링하였다.  ANSYS[2,3]를 사용하여 거동해석[4,5]을 실시하여 압력에 따른 내부누수, 유체의 흐름, 안전도를 검증하였으며 고압용 밸브시험기의 총변형량, 변형률, 응력을 구하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기존의 밸브시험기의 단점은 무엇인가? 밸브를 생산하는 공장에서 사용하는 기존의 밸브시험기는 압력을 수동 조작함으로서 정밀압력을 측정 할 수 없었다. 이를 개선하기 위하여 기존의 밸브시험기에 대하여 CATIA를 활용하여 설계하고 3차원 유한요소 해석코드인 ANSYS를 활용하여 설계된 밸브시험기에 대하여 거동해석을 수행하고 고압의 내부압력에 따른 내부누수, 총변형량, 변형률, 응력 등을 구하였다.
밸브 시험기란 무엇인가? 생산현장에서 고압의 기계에 의한 산업재해의 발생빈도가 매우 높아 이에 대한 대책이 시급하고 생산품의 안전도 보장받을 수 있는 제도의 정착이 필요하다. 밸브 시험기란 밸브 생산 후 밸브에 누수여부, 최대압력을 측정하여 생산된 밸브가 안전한지 시험한다.
고압용 밸브시험기를 개발하기 위한 초기자료를 얻기 위해 무엇을 구하였는가? 밸브를 생산하는 공장에서 사용하는 기존의 밸브시험기는 압력을 수동 조작함으로서 정밀압력을 측정 할 수 없었다. 이를 개선하기 위하여 기존의 밸브시험기에 대하여 CATIA를 활용하여 설계하고 3차원 유한요소 해석코드인 ANSYS를 활용하여 설계된 밸브시험기에 대하여 거동해석을 수행하고 고압의 내부압력에 따른 내부누수, 총변형량, 변형률, 응력 등을 구하였다. 이러한 해석결과는 새로운 고압용 밸브시험기를 개발하기 위한 초기자료로 활용되었다.
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참고문헌 (15)

  1. Solid Works User's Manual Revision 3.0. (2006). SolidWorks Co. 

  2. C. W. Park & C. H. Hong. (2008). "User Guide of ANSYS Workbench", Intervision. 

  3. ANSYS User's Manual Ver.12.1. (2010). ANSYS Inc. 

  4. S. C. Han & B. G. Lee. (2018). A Study on the Convergence Contract Behavior of Friction Heat and Pad on Disk Brake, Journal of the korea Convergence Society, 9(1), 291-301. 

  5. G. W. Hwang & J. U. Cho. (2017). Convergence Study on Durability Improvement due to Radius on Arch Type at CFRP Structure with Stacking Angle, Journal of the Korea Convergence Society, 8(7), 219-224. 

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  6. James shakelford & William Alexander. (1994). "Material Science and Engineering Hand Book", CRC Press. 

  7. J. S. Lee. (2013). Structural Analysis of High Pressure Cleaning Machine, Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, 14(10), 4694-4699. 

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  8. S. C. Park. (2014). Quality Evaluations of Induction Motors Bracket Castings during Fabrication Processes, Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, 15(9), 5474-5479. 

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  9. J. S. Lee. (2014). FEM Analysis of High Pressure Cleaning Machine, Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, 15(10), 5950-5954. 

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  10. J. H. Lee & J. U. Cho. (2015). Convergence Technique Study through Simulation Thermal Analysis due to the Shape of Electric Heater, Journal of the Korea convergence Society, 6(6), 241-246. 

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  12. W. Y. Kim & S. G. Kim. (2017). The Design and Implementation of an Emergency Video call Integrated Management System based on VoIP, Journal of the Korea convergence Society, 8(12), 93-99. 

  13. N. H. Kim & J. H. Byeon & K.H.Lee. (2017). Shape Optimization of Ball Valve for High Temperature, Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, 18(1), 15-20. 

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  14. B. J. Kim & S. B. Lee(2017). Study on the Shaping Process of Turbocharger Nozzle Slide Joint, Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, 18(1), 107-114. 

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  15. J. S. Lee. (2012). Design and Computational Fluid Dynamics of Pressure Reducing Valve, Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, 13(7), 2853-2857. 

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