냉각탑용 복합재 커플링 설계 및 제조 (Design and Manufacturing of Composites Coupling for Cooling Tower)

서지정보

· 발행기관 : 한국동력기계공학회
· 수록지 정보 : 동력시스템공학회지 / 27권 / 3호 / 97 ~ 104페이지
· 저자명 : 김병하, 김태용, 윤정인

초록

냉각탑에 사용되고 있는 금속재 장축 커플링의 단점을 해결하기 위해 경량의 탄소섬유/에폭시복합재 튜브를 필라멘트 와인딩 공정에 의해 제조하였다. 회전체로 사용되는 복합재 튜브는 축 방향의 굽힘 변형이 크면 소음이 발생하고 진동으로 인한 파손으로 진행되므로 치수 정밀도가 매우 중요하다. 복합재 튜브의 경화 후 변형 정도는 맨드렐에 의해 좌우되기 때문에 멘드렐의 크기에 따른 최대 처짐량을 확인하여 설계에 반영하였고 다양한 적충 각도에 대한 복합재 구조해석을 통하여 기계적 강도를 만족하는 섬유 적층 순서 및 각도를 결정하였다. 튜브 제조와 동일한 공정으로 제조한 시험편에 대한 기계적 시험을 통하여 기본 물성치를 확보하였으며 이를 구조해석의 설계 데이터로 사용하여 해석의 정확도를 향상시키고자 하였다.

영어초록

In order to address the disadvantages of a metal coupling used for cooling towers, a lightweight tube made of carbon/epoxy composites was manufactured using the filament winding process. When utilized as a rotating component, the composite tube should exhibit straightness in the axial direction since even a slight deflection in the tube can lead to noise and vibration-induced structural failure. The straightness of the composite tube relies on the deflection of the mandrel, thus the impact of mandrel size was examined to minimize deflection. Structural analysis was conducted to determine the optimal fiber direction and stacking sequence. To ensure accurate analysis, the basic material properties were obtained by performing mechanical testing on specimens manufactured using the same process as the pipe manufacturing.

참고자료

· 없음