• Title/Summary/Keyword: 실린더 응력

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Experimental and FEM Approach to Develop Optical Engine (가시화엔진 개발을 위한 실험 및 유한요소 해석적 접근)

  • Lee, K.S.;Baek, M.Y.
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.9 no.2
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    • pp.5-13
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    • 2005
  • 새로운 엔진을 개발하기 위한 중요한 과정 중에 하나로서 엔진 연소실 가시화를 들 수 있다. 그러나 실제 운전상태에 있는 엔진 연소실을 가시화하기 위해서는 극복해야 할 여러 가지 어려운 점들이 있기 때문에, 지금까지는 간단한 실험적 접근방법 혹은 소수의 이론적 해석 방법만이 보고 된 상태이다. 본 연구에서는 가시화용 수정엔진을 개발하기 위해 필요한 몇 가지 중요한 사항들을 다루었다. 즉, 가시화용 수정엔진의 안전한 운전을 위하여 엔진 실린더 외부에 강제대류 효과를 주었고, 또한 실린더 두께 변화에 따른 온도 및 응력장의 분포를 정량적.정성적으로 고찰하였으며 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, 실린더 라이너 외벽을 강제대류로 냉각했을 경우, 열응력 감소에 매우 큰 효과를 보았다. 둘째, 가시화용 수정엔진 라이너의 최적 두께를 도출하였다. 셋째, 전통적인 주철 소재의 실린더 라이너와 비교 시, 주철 라이너는 연소에 의한 폭발 압력이 실린더 안전성에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 보고 되었으나, 수정 라이너의 경우 연소압력 및 연소에 의한 연소열 모두 중요한 설계 인자임을 입증하였다.

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Numerical Study on Unsteady Turbulent Flow Around Square Cylinder (정사각 실린더 주위 비정상 난류 유동에 대한 수치적 연구)

  • Lee, Ho-Jun;Yu, Byeong-Hun;Lee, Chang-Hun;Choe, Jeong-Il
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2012.04a
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    • pp.69-72
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    • 2012
  • 본 연구에서는 정사각형으로 모델링된 실린더 주위에 균일한 유동이 흐를 때 나타나는 이차원 난류 유동을 분석하였다. EDISON-CFD를 이용하여 정사각 실린더 표면에서의 전단응력 분포 및 유동 현상을 시뮬레이션 하였다. 선행 연구 결과의 $\bar{C_D}$, ${C_L}^{\prime}$ 값과 비교하여 결과의 유효성을 검증하였다. 또한, 비정상 층류 유동(Re=100)과 비교하여 난류 유동(Re=22,000)의 특성을 분석하였고, 와 흐름에 의하여 정사각 실린더 표면이 받는 전단응력을 자세히 분석하였다.

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Analysis of Steel/composite Cylinder by GUI Program (GUI를 이용한 특수강/복합재 이중구조 후육실린더 해석)

  • Kim, Chi-Wan;Kim, Wie-Dae
    • Composites Research
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    • v.25 no.4
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    • pp.126-132
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    • 2012
  • It is useful to have a quick analysis program in early design process for feasibility studies of composite cylinder because it takes long time and is not cost effective by commercial programs. In this paper, a GUI program is developed to calculate the stress distribution in a fast manner with the properties, the orientation angle and the stacking sequence of composite material using LabVIEW. The stress distributions of an autofrettaged cylinder and a composite cylinder with internal pressure are compared with the results by MSC Nastran/patran. The stress distribution of steel/composite cylinder is compared with the values of existing studies, and is proved. Furthermore, by calculating the stress distribution of an autofrettaged steel/composite cylinder, the stress distribution is estimated, and the program will be useful in an early design phase for feasibility studies.

A Study on the Autofrettage Analysis in Single and Compound Cylinders (단일 및 복합실린더에서 자긴가공 해석에 관한 연구)

  • Shim, Woo-Sung;Kim, Jae-Hoon;Lee, Young-Shin;Cha, Ki-Up;Hong, Suk-Kyun
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.12 no.4
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    • pp.7-15
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    • 2008
  • In manufacturing aircraft, safety and lightness of structure are important factors. Utilizing autofrettage technique, these benefits can be obtained. This technique is most frequently applied to a single cylinder. However, the Bauschinger effect reduces the benefits of autofrettage process Therefore, there is increasing interest in the use of compound cylinder that combine shrink fit and autofrettage. In this paper, single and compound cylinders that has same geometry were considered. It was found that compound cylinder which was autofrettaged has lower tangential hoop stress and plastic strain than single cylinder at bore. This means a reduction in the impact of the Bauschinger effect after shrink-fitting which produces the beneficial bore hoop stress.

Transient Temperature Distribution, Thermal Stresses and Strains in a Composite Cylinder with a Concentric Hole (동심형(同心形) 구멍을 가진 복합(複合)실린더의 과도적(過渡的) 온도분포(溫度分布), 열응력(熱應力) 및 열변형도(熱變形度)의 해석(解析))

  • Eui-Jin,Jun;Hyo-Chul,Kim
    • Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.11 no.1
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    • pp.35-44
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    • 1974
  • 열박음(shrink fitting)으로 인(因)한 동심형(同心形) 구멍을 가진 복합(複合)실린더의 과도적(過渡的) 온도분포(溫度分布), 열응력(熱應力) 및 열변형도(熱變形度)를 이론해석(理論解析)하였다. 온도분포해석(溫度分布解析)에서 외부(外部) 실린더는 균일온도(均一溫度)로 가열(加熱)되어, 실온(室溫)의 내부(內部) 실린더와 접촉면(接觸面)에서 일어나는 열전도(熱傳導)에 의(依)하여 냉각(冷却)되고, 외부(外部) 표면(表面)은 대기중(大氣中)에 노출(露出)된 상태(狀態)로 취급(取扱)하였다. 열응력(熱應力)은 평면변형도조건(平面變形度條件)을 만족(滿足)하는 것으로 생각하였으며, 물성(物性)은 온도(溫度)에 무관(無關)한 상수(常數)로 취급(取扱)하였다. 온도분포(溫度分布)는 열전도문제(熱傳導問題)만을 고려(考慮)함으로서도 유효(有效)한 해(解)를 얻을 수 있으며 열응력(熱應力)은 접촉면(接觸面)에서부터 형성(形成)되며, 반경방향응력(半徑方向應力)은 시간(時間)이 경과(經過)함에 따라 압축응력(壓縮應力)이 증가(增加)하여 접촉면(接觸面)에서 최대치(最大値)를 갖고, 원주방향응력(圓周方向應力)은 접촉면(接觸面)에서 초기(初期)부터 거의 최종상태(最終狀態)와 같은 크기를 갖음을 알 수 있다. 균일온도분포(均一溫度分布)가 이루어지면 열응력(熱應力)의 형성(形成)은 완료(完了)되게 되며, 이때의 열응력(熱應力)의 크기와 분포경향(分布傾向)은 평면응력조건(平面應力條件)을 사용(使用)하였다는 사실(事實)을 고려(考慮)하면 $Lam\acute{e}$의 이론해(理論解)와 일치(一致)함을 알 수 있었다.

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Estimating Stress Intensity Factor in Cylindrical Pressure Vessels (원통형 압력용기의 응력확대계수 산출 및 평가)

  • Seok, Han-Gil
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.8 no.4
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    • pp.283-287
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    • 1998
  • 구미와 일본에서는 균열이 실린더벽을 과통하므로서 발생되는 일부누설로 인하여 실린더가 불안전 파괴가 이루어진 후 급속파단으로 전개되는 판당전 누설(Leak Before Break, LBB)를 전제로 한 구조건전성의 확인 시험연구가 널리 수행되고 있다. 본고에서는 Gs-C25 실린더의 구조건전성을 LBB개념의 도입과 파괴역할을 이용하여 평가하였다. 내부압력 80bar일때의 실린더에서 응력확대계수 계산은 구조물의응력확대계수가 극단적으로 큰 디멘젼을 지닌 측균열인 경우에서만 재료의 인성계수 $K_{lc}$ /와 $K_{eff}$ 에 도달된다는 것을 나타내었으며, 반면에 원주균열은 파괴 인성치 $K_{lc-}$$K_{eff-}$ 값까지는 어떠한 경우에도 도달되지 않았다. 구조물의 국부적인 취성파괴는 균열을 함유한 누설로 유도되는 범위에서, "$K_{1}$ 구조물$\geq$$K_{lc}$$K_{eff}$ "의 조건을 만족시에만 발생되며, 이는 축균열이 원주균열보다 훨씬 더 위험하다는 것을 증명한다.는 것을 증명한다.

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A Study on the Stress Analysis of Oil Hydraulic Piston Pump with a Swash Plate Type (사판식 유압 피스톤 펌프의 응력해석에 관한 연구)

  • Jeong, Bong-Soo
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.16 no.4
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    • pp.2424-2429
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    • 2015
  • In an oil hydraulic piston pump, the cylinder block and valve plate in high speed relative sliding motion have the characteristics which should be extremely controlled for the optimization of leakage and friction losses, and pressure-resistance design of them is very important for high pressure performance. But the studies on the stress analysis of those parts have not been performed briskly. Therefore, in this paper, the stress and displacement distributions of the cylinder block and valve plate in the oil hydraulic piston pump with a swash plate type are discussed through the static stress analysis using CATIA V5. The stress and displacement of the cylinder block are more influenced by the axial pressure than by the radial pressure, and are larger by approximately 66% and 30%, respectively. The results show that a review of the material and shape of the valve plate is required.

Finite Element Analysis of Contact Behavior Characteristics in LPG Filling Unit Depending on Multi-ball/Cylinder Rolling Friction Motions (LPG 충전기에서 다수 볼-실린더의 구름마찰운동에 따라 달라지는 접촉거동특성에 관한 유한요소해석)

  • Kim Chung-Kyun
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.10 no.2 s.31
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    • pp.27-32
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    • 2006
  • In this paper, the contact stress and friction force between multi-balls and rolling friction contact surfaces of two cylinders have been presented using a finite element analysis. The multi-balls for a rolling friction motion may be contacted with a reciprocating mechanism of a parallel cylinder and a misaligned cylinder in a LPG filling unit. The FEM computed results indicate that SiC ceramic and SUS 304 balls show a high contact stress and friction force on the contact spot of rolling balls. But the PEEK balls show a low contact stress and friction loss due to a high flexibility of a PEEK polymer. In this study, we may recommend SiC and SUS 304 balls for high compressive loadings between a multi-ball and a cylinder contact mechanisms and PEEK balls for a low compressive force. And the misalignment between two cylinders should be restricted for a low contact stress and friction loss, especially.

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Three-Dimensional Vibration Analysis of Solid Cylinders of N-Sided Polygonal Cross-Section Having V-notches or Sharp Cracks (V노치 및 예리한 균열을 갖는 N 다변형 단면 입체 실린더의 3차원 진동해석)

  • Kim, Joo Woo
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.21 no.4
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    • pp.433-442
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    • 2009
  • In this paper, new three-dimensional vibration data for the solid cylinders of the N-sided polygonal cross-section with V-notches or sharp cracks are presented, and a Ritz procedure is employed, which incorporates a mathematically complete set of algebraic-trigonometric polynomials in conjunction with an admissible set of edge functions that explicitly model the tri-axial stress singularities that exist along a terminus edge of the V-notch. Convergence studies demonstrate the necessity of adding the edge functions to achieve the accurate frequencies and mode shapes of N-sided polygonal cylindrical solids with stress singularities.

속이 찬 실린더와 평판의 접합부에 관한 연구

  • 김윤영
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.12
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    • pp.2241-2251
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    • 1992
  • This work is concerned with the investigation of end effects of a cylinder on a structure where a circular plate is attached to a solid circular cylinder. Three-dimensional elasticity solutions are used in a cylinder whereas the classical thin plate theory is employed for a plate. The end effect of the cylinder on the flexibility and the structural response is demonstrated by several numerical examples.