실험적 성능 기반 단조하중 하에서 벨로우즈 배관 감육을 고려한 해석적 성능평가

서지정보

· 발행기관 : 한국복합신소재구조학회
· 수록지 정보 : 복합신소재구조학회 논문집 / 13권 / 6호
· 저자명 : 손호영, 전법규, 유진석, 주부석

목차

Abstract
1. 서 론
2. 단조하중 실험
2.1 실험 대상 및 방법
2.2 실험 결과
3. 유한요소 모델 및 검증
3.1 재료인장 실험
3.2 벨로우즈 신축관이음의 유한요소 모델
3.3 유한요소 모델 검증
4. 감육을 고려한 벨로우즈 배관의해석적 성능 평가
4.1 매개변수 결정
4.2 감육에 의한 성능분석
5. 결 론
감사의 글
REFERENCES

초록

배관 시스템은 기체 및 액체 등의 에너지원을 수송하기 위해 사용되며 주로 건물 내부에 설치되거나 지반에 매립되 어 설치된다. 매립된 배관 시스템은 지진이나 지반침하와 같은 큰 상대변위를 받을 수 있으며 이는 배관의 연결부에 손상을 야 기할 수 있다. 벨로우즈는 기하학적 특성으로 축방향 및 회전 변형을 일부 허용한다. 그러므로 벨로우즈 신축관이음을 적용하면 큰 상대변위에 의한 손상을 줄일 수 있는 것으로 예상된다. 하지만 벨로우즈의 성형과정에서 회선의 벽 두께 감소가 발생할 수 있으며 이는 휨 및 인장 성능에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구는 단조하중을 받는 벨로우즈 신축관이음의 성능을 분석하기 위 한 실험적 연구를 수행하였다. 또한 단조하중 실험 결과를 바탕으로 벨로우즈 신축관이음의 유한요소모델을 구축하였으며 실험 결과와 비교하여 검증하였다. 검증된 유한요소 모델을 이용하여 회선의 두께 감소에 의한 성능 변화를 분석하였다. 벽 두께 감 소율은 5%, 10%, 15%, 20%, 25%로 가정하였다. 해석 결과 인장 및 휨 하중에 따른 하중-변위 관계의 전체적인 강성과 최대 하 중이 감소하는 것으로 나타났다. 벽 두께 감소율이 25%일 때 인장 및 휨 하중에 따른 최대 하중은 각각 14%, 26% 감소하는 것 으로 나타났다.

영어초록

Piping system is used to transport energy supplies such as gas and liquid and is mainly installed inside a building or buried in the ground. A buried piping system can be subjected to large relative displacements such as earthquakes or subsidence, which may cause damage to the piping connections. Bellows allow some axial and rotational deformation because of their geometrical properties. Therefore, the damage caused by a large relative displacement can be reduced by applying the bellows expansion joints. However, wall thinning of convolution may occur during the forming process of the bellows, which may affect their bending and tensile performance. This work conducted an experimental study to analyze the performance of bellows expansion joints under a monotonic load. In addition, a finite-element model of the bellows expansion joints was developed, which was verified by comparison with the experimental results. The performance of the thinning of convolution was analyzed using the verified finite-element model. The wall-thinning degrees were assumed to be 5%, 10%, 15%, 20%, and 25%. The analysis result revealed that the overall stiffness and maximum force of the load–displacement relationship based on the tension and bending loads decreased. When the wall-thickness-reduction rate was 25%, the maximum load based on the tensile and flexural loads decreased by 14% and 26%, respectively.

참고자료

· 없음