• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1007-1013
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• 2011

상용차용 다층관 벨로우즈는 우수한 유연성과 내구성이 요구되므로 단층으로 제조되는 승용차용 벨로우즈와는 다르게 다층의 형태로 제작된다. 단층 벨로우즈의 유한요소해석과 최적화에 대한 연구는 활발히 진행되고 있으나, 층과 층사이에 갭이 존재하는 다층형 벨로우즈의 유한요소해석과 최적화 연구는 미진하다. 따라서 본 연구에서는 해석의 신뢰성 향상을 위해 다층형 벨로우즈에 적합한 유한요소 모델을 제시하였으며, 다층관 벨로우즈의 형상 최적화를 위해 실험계획법과 D-Optimal 방법에 기반을 둔 순차적 실험계획에 의한 크리깅 메타모델을 적용하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.432-437
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• 2016

본 연구는 금속 주름관, 내부 스프링, 금속마개 등으로 구성된 소형 벨로우즈 세트의 거동에 대하여 연구하였다. 벨로우즈는 자동차용 에어컨의 제어를 위한 전자기제어밸브의 핵심 부품으로써 기계적 하중과 외부 압력에 대하여 민감하고 정확하게 작동하여야 한다. 벨로우즈 설계 인자 도출을 위하여, 소형 인장시험기를 이용하여 벨로우즈 내부 스프링의 스프링 상수를 측정하고, 벨로우즈 세트의 하중-변위 선도를 측정하였다. 내부 스프링의 하중-변위 관계는 선형관계를 나타내었다. 벨로우즈 세트의 하중-변위 관계는 변위가 작을 때는 낮은 기울기를 가지고 하중이 증가하다가 이후 선형으로 증가하는 특성을 나타내었다. 실측 결과를 바탕으로 유한요소해석을 수행하여 외부 주름관의 유효 물성을 도출하고 유한요소 모델링을 확보하였다. 원통형의 형상을 고려하여 축대칭 모델을 적용하였으며, 주름관은 쉘 요소를 적용하였다. 확보한 모델을 활용하여 냉매 압력에 따른 벨로우즈의 거동에 대한 연구를 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.3631-3637
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• 2013

갱웨이 벨로우즈는 관절형 고속철도차량 객차 끝단부 사이에 다양한 변위차를 고려하여 갱웨이 프레임에 장착된 이중 주름구조 네오프렌 고무부품이다. 실제 운행중의 벨로우즈의 파손은 터널 통과시 기밀 파손으로 인한 이명현상 발생과 함께 소음 증가로 승객의 승차감에 심각한 영향을 미친다. 본 연구에서는 고속철도차량 갱웨이 벨로우즈의 안전성 연구일환으로서, 차량주행시 차량 끝단부의 3축 회전변위(롤링, 요잉, 피칭변위차)를 고려한 갱웨이 벨로우즈의 비선형 해석을 수행하였다. 본 고무의 비선형 재료 특성은 단축인장 및 등2축 인장시험을 수행하여 구하였다. 또한, 비선형 해석결과로부터 회전변위 및 마찰계수의 영향을 평가하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제12권2호
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• pp.29-34
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• 2008

Bellows is widely used in many industrial fields as it provides a relatively simple means of absorbing mechanical shock, vibration and thermal deformation with flexibility. In this study, the inherent dynamic characteristics of curved bellows are numerically studied according to the variation of angle, curvature and crest density, etc. For these numerical studies, a parametric finite element modelling program of curved bellows is constructed using ANSYS APDL. The validity of numerical results obtained from ANSYS software is experimentally verified using the test model made by RP machine SLA 5000.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제2권3호
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• pp.21-32
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• 1994

The Problem of mechanical vibration is investigated for an automotive exhaust system. The vibrational reduction effect is systematically evaluated according to the attachment of the exhaust system. Moreover, the optimal attachment position of bellows is determined from the viewpoint of vibration isolation. The structure is analysed by the finite element technique where the geometry, the mass, the stiffness and the damping properties of the exhaust pipe are modeled. The validity of the developed model is verified by comparing with the experimental results. An optimization is carried out by the quadratic approximation algorithm. The reaction transferred to an automobile body by the hanger is considered ad the objective function. It is shown that the exhaust system which has the bellows at the optimal position is more effective for the vibrational characteristics than the others. It is also proved that this analytical method is quite useful in the design stage of the exhaust system.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.102-106
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• 2004

The purpose of the study is to perform structual analysis of 9 type bellows for automotive. The bellows joint which was used as a absorber or safety equipment to prevent the deformation or fracture of a structure, has been analyzed by the FEM modeling using axi-symmetric conical frustum element. Using FEM the general behavior of bellows analysis can be investigate easily, as well as the stability of the analysis can be guarantee. The results of finite element structual analysis and actual result gave a good agreement.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제3권6호
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• pp.96-111
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• 1995

A bellows is a component installed in the automobile exhaust system to reduce the impact from an engine. It's stiffness has a great influence on the natural frequency of the system. Therefore, it must be designed to keep the specified stiffness that requires in the system. This study present the finite element analysis of U-typed bellows using a curved conical frustum element and the shape optimal design with specified stiffness. The finite element analysis is verified by comparing with the experimental results. In the shape optimal design, the weight is considered as the cost function. The specified stiffness from the system design is transformed to equality constraints. The formulation has inequality constraints imposed on the fatigue limit, the natural frequencies, the buckling load and the manufacturing conditions. A procedure for shape optimization adopts a thickness, a corrugation radius, and a length of annular plate as optimal design variables. The external loading conditions include the axial and lateral loads with a boundary condition fixed at an end of the bellows. The recursive quadratic programming algorithm is selected to solve the problem. The result are compared with the existing bellows, and the characteristics of the bellows is investigated through the optimal design process. The optimized shape of the bellows are expected to give quite a good guideline to the practical design.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2851-2859
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• 2015

본 연구는 가변형 소통공간을 제안하는데 목적이 있다. 노마드적 행태를 반영할 수 있는 가변형 공간을 정의하고, 계획방향을 제안하기 위해 선행연구 및 사례분석이 이루어졌다. 더불어 가변형 공간을 제안하기 위한 공간 시나리오와 프로그램이 계획되었으며, 실제 1:1 공간 제작을 통하여 실효성을 검증하였다. 끝으로 사용자들의 의견을 수렴하여 개선방향을 도출하고, 향후 다양한 장소와 프로그램 변화를 통한 활용방향을 모색하였다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.281-285
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• 2008

Ferritic stainless steel is used for parts of exhaust system of commercial vehicle, because it has such advantages as low price and high corrosion resistant compared with austenite stainless steel. Even though ferritic stainless steel has these merits, to manufacture multi-layer bellows with complex geometry, austenite stainless steel is being used in the industry, because of it's high ductility. However, recently, the mechanical property of the ferritic stainless is getting improved and alternating austenitic stainless steel. In this paper, the possibility of mass production of bellows made of ferritic stainless steel like MH1 and 443CT is studied. Tensile test and ridging test are carried out to observe mechanical properties of STS304, MH1 and 443CT. Forming analysis using FEM is performed to investigate plastic strain during forming process. Prototype bellows has been made using STS304, MH1 and 443CT, respectively, and fatigue tests are carried out to evaluate fatigue life of bellows.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.39-46
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• 2024

As the development of hydrogen vehicles has accelerated in recent years, it is necessary to develop a storage tank for hydrogen fueling stations capable of high-pressure charging, and for this purpose, a new system with a compressor-embedded refueling tank is required. In this study, the parametric study of shape design based on strength performance evaluation was carried out to find the optimal shape design of bellows, the core component of compressor-embedded refueling tank for a newly developed hydrogen refueling station capable of high-pressure charging above 1,000 bar. The design factors for parametric study were contour shape and radius of bellows, and the performance factors were the maximum stress and the gap distance in the contact direction. In the shape design of the compressor bellows for hydrogen refueling station considered in this study, it was found that adjusting the contour radius is an appropriate design method to improve the compression performance and structural safety.