신축이음용 벨로우즈의 설계 최적화에 관한 연구 = A Study on the Design Optimization of Bellows for Expansion Joints

국문 초록 (Abstract)

다양한 산업 분야에 적용되는 신축이음은 배관계나 기계 및 장비의 온도 변화, 설치 중의 정렬 불량, 관성력 또는 기초 침하 등으로 인해 발생하는 두 지점 간의 상대적 움직임을 보상해 주기 위하여 사용된다. 신축이음에는 여러 종류가 있지만, 어느 방향의 운동도 흡수할 수 있고 유지관리가 필요 없을 뿐 아니라 공간도 적게 차지하는 벨로우즈형 신축이음이 가장 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 신축이음용 벨로우즈의 최적 치수를 결정하기 위해 최대 응력과 부피를 최소화하는 반응표면 최적화 연구를 수행하였다. 주름의 높이, 주름의 피치, 벨로우즈의 두께를 설계변수로 선정하였으며, 최적화 결과 기초모델에 비해 응력과 부피가 각각 11.6%, 30.1% 감소하였다.

참고문헌 (Reference)

1 한문식 ; 안정현 ; 양철호, "신축조인트의 최적화형상에 대한 연구" 한국자동차공학회 21 (21): 154-158, 2013

2 정두형 ; 진도훈 ; 김병탁, "신축이음용 벨로우즈의 거동특성에 관한 연구" 한국기계가공학회 19 (19): 52-58, 2020

3 김형준 ; 김현수 ; 김종필 ; 박준홍 ; 윤명진, "선박용 U형 벨로우즈의 성능 향상을 위한 형상 최적화" 한국해양공학회 20 (20): 113-129, 2006

4 이승우 ; 양철호, "벨로우즈 자동 모델링과 구조해석" 한국자동차공학회 22 (22): 152-157, 2014

5 손인수, "벨로우즈 신축관이음의 유동-구조 연성해석 및 내진평가" 한국동력기계공학회 23 (23): 11-18, 2019

6 황정필 ; 김진곤 ; 박용국, "곡선형 벨로우즈의 동적특성 분석" 한국동력기계공학회 12 (12): 29-34, 2008

7 Expansion Joint Manufacturers Association, Inc, "Standards of the Expansion Joint Manufacturers Association"

8 J. G. Kim, "Dynamic Characteristics and Experimental Verification of Curved Bellows" 224-229, 2007

9 D. H. Jeong, "A Study on the Structural Analysis and the Optimization of Bellows for Expansion Joints" Pukyong National University 2018

10 H. J. Kim, "A Study on Design of U-type Bellows" 319-324, 2006

11 B. G. Ko, "A Finite Element Analysis and Shape Optimal Design with Specified Stiffness for U-typed Bellows" 3 (3): 96-111, 1995