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

• 항공우주기술
• /
• 제11권1호
• /
• pp.91-97
• /
• 2012

가스발생기 산화제 개폐 밸브에 사용되는 주름관의 구조 해석 및 시험이 수행되었다. 이 주름관은 극저온에서 압축 변위와 높은 외압 하중을 받는다. 구조 해석은 상온 및 극저온에서 EJMA (Expansion Joint Manufacturing Association) 표준 및 상용 유한 요소 해석프로그램인 Abaqus v6.9를 이용하여 수행되었다. 스프링 강성, 응력 및 피로 수명 해석 결과들이 비교되었고 유한 요소 해석 결과에서 접촉 및 재질의 소성에 의한 영향을 살펴보았다. 또한 파열 시험과 관련된 유한 요소 해석 결과도 제시되었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제35권1호
• /
• pp.75-82
• /
• 2024

In this study, design parameter exploration based on finite element analysis was performed to find the optimal shape of bellows, the key component of compressor-embedded refueling tank for a newly developed hydrogen refueling station capable of high-pressure charging above 900 bar. In the design parametric study, the design variables took into account the bellows shapes such as contour radius and span spacing, and the response factors were set to the maximum stress and the gap 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 span is an appropriate design method to improve the compression performance and structural safety. From the selection of optimal design, the maximum stress was reduced to 49% compared to the initial design without exceeding the material yield stress.

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

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제40권7호
• /
• pp.587-592
• /
• 2016

LNG 선박용 벨로우즈는 극한의 환경에서 지속적인 진동 그리고 큰 온도변화에 따른 수축과 팽창을 견뎌내야 하는 피로수명과 해수환경에서의 내식성을 가져야 한다. 이러한 특성을 갖기 위해서는 저온에서의 인성이 강하고 내부식성이 강한 재료를 사용하여 최적화된 성형조건을 유지하는 것이 매우 중요하다. 이를 위해서는 벨로우즈의 최적화된 설계 조건과 성형방법이 뒷받침되어야 한다. 본 연구에서는 기계적 강성과 신뢰성이 높은 극저온용 벨로우즈를 개발하기 위하여 유한요소 해석을 통해 벨로우즈를 설계하였다. 또한 두 가지의 성형방법을 통해 설계된 벨로우즈를 제작하여 최적화된 성형조건을 도출하고자 하였다. 기계식 성형방법과 하이드로포밍 방법을 통해 벨로우즈를 성형하고 성형방법에 따른 벨로우즈의 기계적 특성을 비교하기 위하여 성형부의 높이, 두께 및 비커스 경도 값을 측정하였다. 이를 통해 기계식 성형방법으로 제작된 벨로우즈의 경도 값이 하이드로포밍 제작 벨로우즈보다 더 높은 것을 확인하였다.

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

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제30권6호
• /
• pp.662-669
• /
• 2006

The pneumatic muscle actuator consists of an air bellows tube with two end-flanges. The air bellows tube is made from rubber layers and flexible sheathing formed from nylon 6 fibers. This structure can be stretched or compressed to convert the radial expansive forces into contractile forces. We performed the finite element analysis and the performance test of pneumatic muscle actuator. Also, the pneumatic muscle actuator was manufactured and tested by home-made tester. The results of FEA was similar with performance test below the maximum error of 42 %.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
• /
• pp.477-480
• /
• 2011

상온 및 극저온에서 높은 압력과 회전 변위 하중을 받는 'U' 형상을 가진 다겹의 보강된 김발 주름관에 대하여 응력 해석이 수행되었다. 이 주름관은 액체로켓엔진에서 연소기와 터보펌프를 연결하는 산화제 배관에 사용된다. 기하학적 비선형성인 겹 간의 접촉 및 재질 비선형성인 등방성 소성이 고려된 유한요소 해석을 통하여 응력, 변형율 및 접촉 압력이 얻어졌으며 EJMA 표준 해석 결과와 비교하였다. 또한 응력에 대한 보강링 및 온도의 효과도 살펴보았다.

• 소성∙가공
• /
• 제11권3호
• /
• pp.231-237
• /
• 2002

The manufacturing of a metal bellows consists of the four main forming processes; deep-drawing, ironing, tube bulging and folding. Among these, the bulging and folding processes are critically important because the quality of metal bellows is greatly influenced by the forming conditions of these processes. In the present study, the finite element analysis technique is applied to the bulging and folding processes. The springback analysis is also called out. From the analysis results, it has been revealed that around the crown point the stress state is in one-directional tension and one-directional bending mode. Meanwhile, around the inner point of metal bellows it is in two-directional bending mode. It has also revealed that the thickness of metal bellows around the crown point is nearly uniform.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제12권6호
• /
• pp.1273-1281
• /
• 1988

본 연구에서는 복합 셸구조에 유리한 축대칭 원추대 요소(axisymmetric coni- cal frustum element)의 유한 요소법을 이용하였고, 고유 진동수와 진동 모우드를 구 하여 벨로우즈의 동특성을 규명하였다. 또한, 벨로우즈의 기하학적인 형상을 변수로 한 동특성의 변화를 검토하여 벨로우즈의 동적인 안정성에 관한 설계 자료를 제시하고 자 하였다.