LPG 용기용 밸브 구조물의 강도안전성에 관한 연구 (A Study on the Strength Safety of Valve Structure for LPG Cylinder)

서지정보

· 발행기관 : 한국가스학회
· 수록지 정보 : 한국가스학회지 / 18권 / 6호 / 27 ~ 31페이지
· 저자명 : 김청균

초록

본 연구에서는 LP가스 용기용 밸브에서 취약할 것으로 예상되는 Part 1, Part 2, Part 3 지역에 대한 강도안전성을FEM으로 해석하였다. 밸브의 두께가 1.5mm이고, LPG 압력이 3.5MPa일 때 밸브의 Part 1 모서리 부분에서27.5MPa의 Von Mises 최대응력이 걸리는 것으로 나타났다. 또한, 밸브의 두께가 1.5mm이고, LPG 압력 3.5MPa이밸브에 작용할 때 Von Mises 최대응력은 Part 2에서 41.5MPa, 그리고 Part 3에서 46.5MPa으로 나타났다. 이러한FEM 해석결과는 밸브의 Part 1, Part 2, Part 3에 작용하는 Von Mises 최대응력 모두가 황동소재 C3604의 항복강도대비 9.2~15.5% 수준으로 대단히 낮은 값을 나타내고 있다. 이것은 기존의 LP가스 용기용 밸브의 두께가 지나치게 과도한 설계를 하였다는 것을 의미한다. 따라서, 밸브의 Part 1과 Part 2 지역의 두께는 황동밸브의 경량화 차원에서 얇게 설계하는 것이 바람직하다. 반면에 Part 3 지역의 두께는 기존의 밸브 두께처럼 두껍게 설계하여 높은체결토크에도 안전한 강도를 유지하는 것이 좋다.

영어초록

This paper presents a study on the strength safety of the weak parts at Part 1, Part 2 and Part 3 inthe valve structure for LPG cylinder by using the finite element method. The maximum Von Mises stress of27.5MPa was occurred at the corner edge of a valve Part 1 for the valve thickness of 1.5mm and LPG pressureof 3.5MPa. And the maximum Von Mises stresses for the valve thickness of 1.5mm and LPG pressure of3.5MPa were 41.5MPa at Part 2 and 46.5MPa at Part 3. The FEM computed results show that the maximumVon Mises stresses at Part 1, Part 2 and Part 3 are very low value of 9.2~15.5% compared with the yieldstrength of a copper alloy, C3604. This means that the valve thickness for LPG cylinder is so over designed forthe conventional valve. Thus, this paper recommends that the thickness at Part 1 and Part 2 is reduced for a lightweight of a copper valve. But, the thickness at Part 3 may be better for a thick valve as a conventional valve forhigh torque strength.

참고자료

· 없음