가스스프링 실린더내의 오리피스 홀을 갖는 피스톤 거동에 관한 연구 (A study on the behavior of the piston with orifice hole in the cylinder of a gas spring)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 20권 / 12호 / 125 ~ 130페이지
· 저자명 : 정남균

초록

가스스프링은 그 사용 목적에 따라 다양한 설계가 가능하여 많은 분야에서 사용되고 있고 그 사용량도 계속하여 증가하고 있다. 본 연구에서는 가스스프링을 압축할 경우 반발력을 감소시키고 피스톤이 복귀할 때 저속으로 복귀할 수 있도록 설계된, 오리피스 홀을 갖는 피스톤의 가스스프링 실린더 내부에서의 거동을 전산유체해석을 이용하여 예측해 보았다. 해석결과 가스스프링 내의 초기 가스압을 일정 수준 이상으로 증가시키면 피스톤의 복귀속도가 시간에 따라 감소하지 않고 일정하게 유지됨을 알 수 있었다. 오리피스 홀 사이즈가 피스톤 복귀속도에 미치는 영향을 해석을 통해 알아보았다. 오리피스 홀 사이즈를 줄이게 되면 피스톤 양단의 압력 차가 증가하여 피스톤 전진속도가 감소하게 되고 보다 등속으로 운동하게 됨을 알 수 있었다. 마지막으로 피스톤의 속도가 일정하다는 가정에서 초기 가스압에 따른 피스톤의 복귀속도를 이론적인 방법으로 도출하였고, 여러 초기 가스압에 대한 해석 결과와 비교하였다. 비교결과 이론적으로 도출한 해와 해석결과로부터 얻어진 결과 값이 거의 일치함을 알 수 있었다.

영어초록

A gas-spring has been used in many areas and its use is increasing because it can be designed for a range of purposes. In this study, the behavior of a piston with an orifice hole inside the gas-spring cylinder was predicted using computational fluid dynamics (CFD). The piston was designed to reduce the reaction force if the gas-spring is compressed and to move at a low speed when it is returned. The analysis showed that if the initial gas pressure in the gas-spring is increased to a certain level, the speed of the piston would not decrease with time but will remain constant. The effects of orifice hall size on the piston return speed were investigated. Reducing the size of the orifice hole will increase the pressure difference on both sides of the piston, reduce the piston speed, and make it more constant. On the assumption of a constant speed of the piston, a theoretical solution to the return speed of the piston was derived according to the initial gas pressure, and the results for several initial gas pressures were compared with those of CFD. Comparison studies showed similar results for both methods.

참고자료

· 없음