• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 2003.10a
• /
• pp.190-190
• /
• 2003

동력 전달용 구동부품에 있어서 중공 플랜지 형상의 부품은 흔히 찾아 볼 수 있으며, 이는 높은 강도를 요구하기 때문에 강도향상을 위하여 단조에 의한 제품의 성형 방법이 많이 연구되고 있다. 중공 플랜지형상을 갖는 제품의 제조 방법으로서는 중실 플랜지 형상으로 단조하여 내경부를 절삭가공하는 방법, 중실 소재를 후방압출하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법, 또는 중공의 초기소재를 사용하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법이 일반적이다. 본 연구에서는 Fig. 1에 나타낸 것과 같이 중공 플랜지 형상을 갖는 기계 부품의 단조방법에 대해 연구하였으며, 중공 관의 내경을 $d^1$, 외경을 $d^2$, 플랜지부의 외경을 $D^0$, 중공 관의 두께를 t, 플랜지부의 두께를 T로 정의하였다. 중공 플랜지 형상에 있어서 공정 설계의 변수는 다양하겠으나, 본 연구에서는 중공관의 외경과 내경의 형상비 $\alpha$(=$d^2$/$d^1$), 플랜지의 폭과 중공관의 두께비 $\beta$(=B/t) 및 중공관의 두께와 플랜지의 두께비 r(=T/t)의 변화에 따른 성형조건에 관해 고찰하였다. 중공 플랜지 형상의 성형방법으로 Fig. 2에 나타낸 것과 같은 $\circled1$중실소재를 이용한 후방압출단조(backward extrusion forging)방법, $\circled2$중공 소재를 이용한 엎셋(upset forging)방법, $\circled3$중공 소재를 이용한 압조법(injection forging), $\circled4$중실소재를 이용한 압조-압출(injection-extruding forging)법의 4가지의 단조 방법을 제시 하였다. 또한, 유한요소해석을 수행하여 소성유동 형태, 유효변형률, 단조하중을 검토하고. 모델재료인 납을 이용한 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이를 바탕으로 산업 현장에서 경험에 의존하였던 공정 설계를 보다 효과적으로 개선하기 위한 단조법을 제시하고자 하였다. 또한 중실 소재를 이용한 중공 플랜지 형상의 단조 방법 중 보다 적절한 단조방법인 압조 단조에 있어서 일반적으로 사용되고 있는 SM10C에 대한 유한요소 해석을 수행하였으며, 제품의 형상비에 따라 폴딩 결함의 발생 유무를 검토하고, 폴딩 결함 없이 단조하기 위한 중공 플랜지의 형상한계 비를 제시하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2010.04a
• /
• pp.200-206
• /
• 2010

본 논문은 풍력발전 시스템의 하부 지지 구조물인 타워의 플랜지 연결부 설계 평가를 위한 플랜지 모델건전성 평가 기법에 대해 다룬다. 일반적으로 풍력발전 시스템 타워의 연결부는 Ring-형 플랜지의 형태를 가지고 있다. 이러한 ring-형 플랜지에 대한 설계 기준 및 방법은 풍력 발전 시스템 기술기준 등 에 명시되어있다. 이러한 설계 기준을 따르는 플랜지 연결부에 대해 구조 및 체결 볼트의 건전성 평가를 위해 하중평가 전용 프로그램인 GH-Bladed 3.8를 통해 생성된 하중 데이터를 유한요소 범용 프로그램인 Ansys 12.0에 접목하여 구조해석을 수행 하였다. 해석 방법은 풍력발전시스템의 타워를 셸 요소로 모델링하여 계산한 해석 결과를 플랜지 모델의 경계면에 적용 시켜 해석하는 submodeling 기법과 타워를 빔의 형태로 단순화 화여 계산한 거동 결과를 플랜지 모델에 적용하는 기법을 사용 하였다. 이 두 가지의 해석 기법으로 도출된 결과의 비교를 통하여 해석 결과 신뢰성을 평가하고 효율적이고 합리적인 방법을 제시하고자 하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2010.04a
• /
• pp.10-13
• /
• 2010

세그먼트 자중 등에 의한 휨모멘트와 케이블 수직압축력에 의한 합성응력이 발생되고 바닥판 경간비가 변하는 사장교의 시공단계에서는 전단지연의 영향범위가 다를 수 있다. 이 연구에서는 1면 케이블 콘크리트 박스 사장교를 대상으로 시공단계시 보강형에 고려되어야 할 합성응력에 의한 유효플랜지폭을 분석하였다. 그 결과 바닥판 경간비가 0.38 이하의 범위에서 보강형의 전폭을 유효플랜지폭으로 적용할 수 있는 것으로 해석되었다. 따라서 시공단계시 변화되는 바닥판 경간비의 크기에 관계없이 전폭을 유효플랜지폭으로 반영하는 실무관행은 안전측 설계가 되지 못할 수 가 있다. 바닥판 경간비가 작아짐에 따라서는 전폭과 캔틸레버 구조계로 유효플랜지폭을 결정하는 것이 타당하다. 이 연구에서는 수직력에 대한 도로교설계기준의 유효플랜지폭 규정에 대한 평가도 수행하였다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
• /
• v.6 no.4
• /
• pp.119-127
• /
• 2002

This paper presents a study of the behaviour of bolted circular flange joints in tubular structures. In the tests on nine circular flange joints, different tension forces was applied to the joints and bolt strains, displacements and strains in the joints have been measured. Bolt strain, contact force(prying force) between flanges and stress distribution in a joint have been studied. Different methods used for the design of circular flange joints are described.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
• /
• v.12 no.5 s.48
• /
• pp.537-547
• /
• 2000

The tube flange joint often used in the field is a kind of tensional joint method using the high strength bolts. Transferring stress is conducted by high axial pressure between each part of material that is produced by twisting the high strength bolts. And historical characteristics of the flange joint have not been studied sufficiently and it is difficult to say that the design method is established definitely. Therefore new method using ultimate strength is need to be suggested to solve there problems in using flange joint. The purposes in this study are to gain the data base for establishing design method of joint in the form like figure1 and survey whether the joint of tube flange with non-equal diameter can be designed or not in the form like rib or ring.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2011.04a
• /
• pp.283-288
• /
• 2011

The spherical flange was designed to apply to a cryogenic high pressure pipe of the Liquid Rocket Engine. It is designed that the spherical flange is able to be assembled and kept airtight upto $2.5^{\circ}$ of the axial misalignment between the combined components. It increases the degree of freedom of the engine assembly. The spherical flange is composed of a ball and socket joint, a metal seal and spherical type bolts, washers. The prototype was verified by leak test at the room temperature and the cryogenic temperature. Additionally the strength test and the destructive test were performed at the room temperature.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.15 no.3
• /
• pp.64-69
• /
• 2011

The spherical flange was designed to apply to a cryogenic high pressure pipe of a liquid rocket engine. It is designed that the spherical flange is able to be assembled and kept airtight up to $2.5^{\circ}$ of the axial misalignment between the combined components. It increases the degree of freedom of the engine assembly. The spherical flange is composed of a ball and socket joint, a metal seal, spherical type bolts and washers. The prototype was verified by leak test at the room temperature and the cryogenic temperature. Additionally the strength test and the destructive test were performed at the room temperature.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.34 no.5
• /
• pp.279-286
• /
• 2021

In this study, we investigated the behavior characteristics of the L-type flange bolt connection, which is used to connect upper and lower flanges having L-type ring sections, by bolts. This connection is mainly used in domestic wind turbine structures, wherein it is a vital component as any imperfection could cause the collapse of the entire structural system. Therefore, understanding the behavior characteristics of the L-type flange bolt connection is imperative. In this study, the connection's response to external force was simulated using finite element (FE) analysis and the FE model was idealized to behave as a single L-type bolt flange. The variation in the bolt tension and the L-type flange stress were analyzed to understand the behavior characteristics of the connection. Moreover, the bolt-load function models proposed by Petersen, Schmidt/Neuper and VDI 2230, theoretically expressing a relation between bolt tension and external force, were compared to evaluate the suitability of the FE analysis and analyze the significant behavior characteristics of the connection. Furthermore, the changes in the bolt-load curve due to the variations in the partial dimensions of the L-type flange bolt connection were analyzed.

• 연구논문집
• /
• s.23
• /
• pp.141-153
• /
• 1993

본 연구는 국내의 플랜지 전문생산업체에서 제작하여 국외의 정유회사로 공급한 플랜지중 1개가 수압시험중 균열이 발생되어, 이에 대한 원인규명을 하고자 하였다. 먼저 균열이 간 플랜지와 동일재질의 건전한 플랜지를 입수하여 화학성분분석, 기계적 성질, 개재물, 경도측정 및 미세조직관찰을 통하여 비교조사하였고 파괴플랜지 용접부의 조직 및 경도측정으로 용접부의 영향을 조사하였다. 또한 파괴면의 육안관찰, SEM, EPMA 및 XRD분석으로써 균열발생 시기와 상태등을 추정하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.4 no.3
• /
• pp.231-237
• /
• 1995

알루미늄 합금 진공챔버를 제작할 때 따르는 기밀 기술을 용접과 플랜지 이음 측면에서 해설하였다. 알루미늄 합금 재료 특성의 유리한 점 때문에 진공챔버로서의 그 사용이 증가하고 있으나, 챔버나 부품들을 제작할 때에 용접과 플랜지 이음에 상대적인 어려움이 있다. 진공 용접은 주로 TIG용접이며, 용접시에 가상누설을 최소화 하고 균열 방지를 위한 용접설계와 시공조건을 고려하는 것이 중요하다. 플랜지 이음에서는 알루미늄 콘플랫형과 금속오링을 사용하는 플랜지에 대하여 소개하였다. 이러한 기술은 앞으로 핵융합장치, 플라즈마 실험장치, 반도체 제조장비, 일반 초고진공장치에 응용될 것이다.