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김청균
- Tribology and Lubricants
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- 제22권1호
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- pp.20-25
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- 2006
The stress behavior analysis of a-rings and packing for a LPG filling unit has been presented using a finite element analysis technique by non-linear MSC/MARC program. The sealing performance and endurance of a-rings and packing are affected by working conditions such as filling pressure, friction coefficient, compression ratio, and material properties. The elastomeric polymers of O-rings and packing are nitrile butadiene rubber (NBR) and polytetrafluoroethylene (PTFE), which are selected as proper materials of a-rings and packing based on the stress analysis results. The calculated FEM results showed that the proper material of O-ring is NBR as a secondary sealing component and the recommended material of packing is PTFE as a primary sealing unit during a LPG filling process.
https://doi.org/10.9725/kstle.2006.22.1.020 인용 PDF KSCI

김청균
- 한국가스학회지
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- 제10권2호
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- pp.40-46
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- 2006
본 논문은 다구찌 실험 설계법을 이용하여 O-링을 장착하는데 필요한 사각 그루브의 최적설계를 위해 FEM으로 최대코시응력과 최대변형률에 대하여 해석하였다. 다구찌 설계방법은 LPG 충전노즐의 내경측에 밀봉을 위해 설치하는 O-링 그루브의 설계변수를 최적화 하는데 대단히 유용하다. FEM과 함께 다구찌 설계기법을 적용하여 계산된 해석결과에 따르면, 최적화 설계치수를 단지 9번의 반복 실험법에 의해 설계변수의 치수를 최적의 조건으로 얻을 수 있다는 측면에서 간편한 최적설계 기술이다. 이것은 다구찌 설계 실험법이 사각형상의 O-링 그루브를 설계하는 간단한 방법으로 대단히 유용하다는 것이다. 다구찌 설계기법에 기초한 해석결과에 의하면, O-링 그루브의 기하학적 형상에 대한 최적치수는 h=2.5mm, d=2.74 mm, c=0.15 mm, w=3.0 mm으로 각각 요약될 수 있다. 본 연구는 공급된 LPG 가스압력이 18 $kg/cm^2$인 상태에서 밀봉성과 안전성을 고려하면 초기압축률은 8.7%로 유지하는 것이 가장 효과적이라는 사실을 제공한다.
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김청균
- 한국가스학회지
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- 제10권2호
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- pp.27-32
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- 2006
본 논문은 다수의 볼과 접촉하는 두개의 실린더 사이에서 발생하는 접촉응력과 마찰력을 유한요소법으로 해석하였다. LPG 충전기는 구름마찰 운동을 위해 다수의 볼이 평행한 두개의 실린더와 경사진 두개의 실린더 레이스에서 구름마찰 운동을 한다. FEM 해석결과에 의하면, SiC 볼과 SUS 304 볼은 주어진 수직하중, 즉 압축력에 대하여 높은 접촉응력과 마찰력 손실을 보여주고 있다. 반면에 PEEK 볼을 두개의 실린더에 대하여 구름마찰 운동을 유지하면, 대단히 낮은 접촉응력과 마찰력 손실을 나타내는 것으로 보아 폴리머 소재의 사용은 저마찰 접촉특성을 잘 구현하고 있다할 수 있다. 여기에 두개의 실린더가 평행하게 구름마찰 접촉운동을 하느냐, 또는 경사진 상태에서 구름마찰 운동을 하느냐에 따라 접촉거동 특성이 크게 달라지므로 특히 두개 실린더 사이의 상대적 경사도는 극도로 억제되어야 우수한 설계가 된다.
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김청균;김도현
- 한국가스학회지
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- 제10권3호
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- pp.34-40
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- 2006
본 논문은 LPG 충전노즐의 밀봉성능에 밀접한 관련을 맺고 있는 구형 그루브와 도브테일 그루브에 장착된 O-링의 최적화 설계를 위해 수행된 연구이다. O-링 그루브에 대한 최적설계 해석결과를 얻기 위해 비선형 유한요소해석 프로그램 MARC와 다구찌 설계법을 이용하였다. O-링을 최적의 조건으로 설치할 수 있도록 설계하기 위해 4개의 그루브 모델과 3개의 소재를 고려하였다. 그루브의 설계 파라미터로 폴리머 소재, 그루브의 깊이와 폭, O-링의 직경을 선정하였다. FEM 해석결과에 의하면, 최적설계에 가장 큰 영향을 미치는 기여도는 O-링의 직경과 소재특성으로 그루브의 폭, 깊이, 압축률에 비하여 높다는 사실을 알 수 있다. 가스 공급압력 1.764MPa에 적합한 O-링을 안전하게 설치되어야 할구형 그루브는 모델 3이, 그리고 도브테일 그루브는 모델 4가 가장 우수한 것으로 해석되었다.
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