수소충전소용 초고압용기(Type I)의 구조 설계 및 피로수명 예측 (Structural Design and Fatigue Life Prediction of an Ultra-High-Pressure Vessel (Type I) to be Used in a Hydrogen Gas Station)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 47권 / 3호 / 255 ~ 261페이지
· 저자명 : 서영빈, 박건영, 김철

초록

초고압용기(Type I)는 주로 수소충전소에서 사용되며, 다른 형태의 용기에 비해 내부결함이 적은 고강도의 단일재로 구성된다. 그러나 초고압수소 충전 시 가압과 감압과정을 거치며, 초고압용기 내부에 반복하중에 의한 피로파괴가 발생한다. 따라서 초고압용기 설계 시 구조건전성에 대한 평가가 필요하다. 이에 본 연구에서는 ASME 규격을 통해 용기의 두께를 계산하여 수소충전소용 초고압용기를 설계했고, 용기의 각 부위별 응력선형화를 통해 구조건전성을 평가했다. 또한, 수소충전 시 반복하중에 의한 피로수명을 수정된 굿맨선도를 통해 예측했고, 피로해석을 통해 검증했다.

영어초록

Ultra-high-pressure vessel (Type I) is mainly used in hydrogen charging stations because it consists of a single high-strength material with less internal defects compared to other types of vessels. Fatigue fractures are caused by cyclic loads during the charging process in gas stations. Therefore, it is necessary to evaluate the structural safety of the high-pressure vessel. In this study, the ultra-high-pressure vessel was designed according to the thickness suggested by ASME, and its structural safety was evaluated by stress linearization of each part of the vessel and finite element analysis. Furthermore, fatigue life due to cyclic loads at the time of hydrogen charging was predicted using the modified goodman diagram and was verified by fatigue simulation.

참고자료

· 없음