• 대한기계학회논문집
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• 제17권10호
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• pp.2634-2645
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• 1993

Dome structures of pressure vessels subjected to internal pressure are usually analyzed by linear elastic theory assuming small deformation. Geometric and material nonlinear behaviors appear in actual dome structures because of large deformation and loads exceeding yield strength. In this paper, linear and nonlinear analyses were performed for various hemispherical and torispherical domes to check the effects of geometric and material nonliearity on the stress and displacement by the finite element method. The effect of the geometric nonlinearity decreased the stress levels a lot for very thin general torispherical domes, which enables more realistic and effective design. The material nonlinear effects are negligible for hemispherical and optimum torispherical domes, and those are large for most of the general torispherical domes.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.567-573
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• 2010

본 연구에서는 토리구형 돔 형상을 갖는 연소관의 치수 최적화를 통한 경량화와 구조 안전성을 평가하였다. 치수최적화 설계는 빠른 설계 검증을 위하여 볼트의 단면적 비가 고려된 2차원 축대칭 유한요소 모델을 이용하여 수행하였다. 이때, 해석 프로그램은 ANSYS APDL(Ansys Parameter Design Language)을 이용하였고, 해석법은 sub-problem법과 first-order법을 선택하여 수행하였다. 설계 변수로는 연소관의 돔과 실린더 부위의 두께를 선정하였다. 수정된 2차원 축대칭 유한요소 모델은 3차원 유한요소 모델과의 결과 비교를 통하여 신뢰성을 확인하였고, 초기설계 단계에서 수정된 2차원 축대칭 유한요소 모델을 이용하여 연소관의 구조 안전성 평가와 빠르고 정확한 경량화 설계를 수행할 수 있었다. 연소관의 안전계수에 따른 최적화 해석 결과 최대 17.6%의 무게 절감 효과를 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.1057-1062
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• 1991

본 연구에서는 형상을 미소하게 변화시켜 좌굴을 방지할 수 있는 최적 도움형 상을 설계하였고 타원형, 토리-구형도움의 가장 얕은 형태의 최적도움형상도 설계하였] 으며, 실제 적용예를 수치로 제시하였다. 또한 수압(hydrostatic pressure)을 받는 수조(reservoir)의 도움형상에 대해서도 직경 및 길이 변화에 따른 형상설계 결과를 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.257-262
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• 2009

고체 연료 추진기관의 연소관에 대한 구조 특성 및 안전성을 평가하기 위해 탄소성 구조해석을 수 행하였다. 기본 모델인 토리구형(torispherical) 돔 형상을 갖는 연소관에 대해 2차원 축대칭 모델과 3차원 전체 모델에 대해 구조 해석을 비교 평가하였으며, 볼트 모델에 대한 체결력이 고려되었다. 이때, 단순화된 2차원 축대칭 모델과 3차원 전체 모델의 응력과 변위에 대한 해석 결과가 잘 일치함을 확인하였다. 따라서 연소관의 초기 설계단계에서 빠른 구조 안전성 검증과 모델링 및 해석 시간의 절감을 위해 단순화된 2차원 축대칭 모델이 추천된다. 또한, 최적의 돔 형상을 선택하기 위해 5가지 돔 형상에 따른 연소관에 대해 구조 특성 및 안전성을 평가하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.570-577
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• 2018

Composite pressure vessels made through filament winding are widely used in various fields. Numerous studies regarding composite pressure vessels have been conducted in the automotive industry to improve the space efficiency of trunks as well as the fuel efficiency. Compared with steel liquefied petroleum gas (LPG) vessels used in the conventional LPG vehicles, the use of type 4 composite pressure vessels has advantages in terms of reduction of the weight of vehicles. This study focused on development of type 4 composite pressure vessels that can be installed in the spare tire well. Those type 4 composite pressure vessels are designed with torispherical dome shapes instead of geodecis dome shapes because of the space limitation. To reduce deformation due to the stresses in the axial direction of the vessels, thereby securing the safety of the container, the reinforcing bar concept was applied. A structural analysis software, ABAQUS, confirmed the effect of the reinforcing bar on the axial deformation through the type 4 composite pressure vessel. As a result, the final winding angle of the composite layer was analyzed by applying $26^{\circ}/28^{\circ}/26^{\circ}/28^{\circ}/26^{\circ}/88^{\circ}$ The tensile stress was 939.2 MPa and the compressive stress was 249.3 MPa.