A computer program for composite pressure vtlssel design is developed. In-puts are : material-property(young's modulus, shear modulus, tensile strength, poisson's ratio, density), operating pressure, burst pressure, liner thickness, boss diameter, boss weight and number of helical angles. Out-puts are; thickness of each layer, weight of the vessel, dimension of the vessel, inner volume, dome-shape and helical winding angle. Also filament winding angles can be selected various kinds of utilizing virtual boss diameter.
복합재료 압력용기를 개발하기 위하여 설계, 제작, 시험을 연계한 연구가 수행되었다. 섬유의 와인딩 패턴 및 각도는 CADFIL 코드를 활용하여 결정하였고, 그 각도는 [$liner/15^{\circ}/15^{\circ}/90^{\circ}/18^{\circ}/90^{\circ}/21^{\circ}/21^{\circ}/90^{\circ}$] 이었다. 압력용기의 제작은 5축 필라멘트 와인딩기를 활용하여 이루어졌다. 제조 공정 중에 광섬유 센서를 매립하여 내부 압력이 가해질 때 각 지점에서 스트레인을 측정하였다. 광섬유가 실험적으로 사용된 반면에 일반적으로 적용하는 스트레인 게이지를 부착하여 안정적인 시험결과를 확보하였다. 가압 시험결과는 유한요소 해석 결과와 비교하였고 그 결과는 유사한 일치를 보여주었다. 이 과정을 통하여 개구부 한개를 지닌 복합재료 압력용기의 설계, 제작 및 시험평가가 성공적으로 이루어져 제조기술의 확보가 가능하였다.
In this study, we have developed a composite pressure vessel that is compact and can store refrigerant at high pressure to increase the refrigerant volume. The composite pressure vessel is made of aluminum-based duralumin, which has high rigidity and excellent elongation in the inner liner, considering the characteristics of products in the aerospace and defense industry, where the safety of the applied product is considered as a priority. High strength carbon fiber was applied to the outside. In order to evaluate the performance of the developed product, burst test and cycling test were carried out. In burst test, an excellent safety margin equivalent to 2.7 times the operating pressure was obtained. In cycling test, a stable failure mode in which 'pre-burst leak' occurs is proved and the soundness of the product is proved.
This paper deals with a case study on a unique slope failure in a liner system of a municipal solid waste containment facility during construction because the sliding interface is not the geomembrane/compacted low permeability soil liner (LPSL) but a soil/soil interface within the LPSL. From the case study, it is concluded that compaction of the LPSL should ensure that each lift is kneaded into the lower lift so a weak interface is not created in the LPSL, and the LPSL moisture content should be controlled so it does not exceed the specified value, .e.g., 3% - 4% wet of optimum, because it can lead to a weak interface in the LPSL. In addition, drainage materials should be placed over the geomembrane from the slope toe to the top to reduce the shear stresses applied to the weakest interface, and equipment should not move laterally across the slope if it is unsupported but along the slope while placing the cover soil from bottom to top.
폐기물 매립지 최종복토의 주요 기능중 하나는 매립지 내부로 우수의 침투를 억제하는 것이다. 이러한 기능을 담당하는 차단층은 폐기물 관리법상 다짐점토층(45cm)의 단독포설이나 다짐점토층(30cm)상부에 HDPE를 복합으로 포설하도록 되어 있다. 그러나 바닥층 사면부에서와 같이 최종복토층 끝단 사면부에서 다짐점토층의 포설이 어렵다는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 토목합성물질 사이에 차수성이 뛰어난 벤토나이트를 삽입한 토목합성수지점토라이너(Geosynthetic Clay Liner; GCL)를 다짐점토층 대신 적용하여 최종복토 끝단 사면부에서 차단층으로서의 적용가능성을 평가해 보고자 HELP 분석과 사면에서의 안정성 검토, 환경적 내구성 검토를 수행하였다. 그 결과 GCL이 기존의 다짐점토층보다 안정된 결과를 나타내고 있어 GCL을 최종복토의 차단층으로서 사용하도록 제안하고자 한다.
유동성 복합레진은 치면 열구 전색이나 작은 교합면 우식의 예방적 레진 수복 및 깊은 와동의 이장재로 사용할 수 있으나 이에 대한 임상적 연구는 부족한 실정이다. 본 연구는 유동성 복합레진이 치면 열구 전색, 예방적 레진 수복, 깊은 와동의 이장의 세 가지 임상적 용도로 적용될 경우, 기존의 재료와 비교한 대체가능성과 타당성을 검토할 목적으로, 각 용도에서의 양재료들이 나타내는 미세누출 양상을 비교분석하였다. 교합면이 건전한 120개의 발거된 대구치를 6개의 군으로 나누어 각 군당 20개색 시편을 구성하였다. 제 1군과 2군에는 각각 Concise와 Tetric flow로 치면 열구 전색을, 제 3군에는 Z-100과 Concise, 제 4군에는 Tetric flow로 예방적 레진 수복을 시행하였으며, 제 5군에는 Vitrebond, 제 6군에는 Tetric flow를 이장재로 이용하여 sandwich technique 수복을 시행하였다. 100회의 열 순환 및 색소 침투후 색소 침투 정도를 관찰하고 미세누출 정도를 판단하여 비교, 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 열구 전색재인 Concise와 유동성 복합레진인 Tetric flow로 각각 치면 열구 전색을 시행한 경우 미세누출의 차이가 나타나지 않았다(p>0.05). 2. 복합레진인 Z-100과 열구전색재인 Concise로 예방적 레진 수복을 시행한 군과 유동성 복합레진인 Tetric flow 단일 재료로 수복한 군 간에도 미세누출의 차이는 없었다(p>0.05). 3. 이장재로 Resin-modified glass ionomer cement 인 Vitrebond와 유동성 복합레진인 Tetric flow를 사용하여 sandwich technique으로 복합레진 수복을 시행한 경우에도 양 군간에 미세누출의 차이는 나타나지 않았다(p>0.05).
To improve the durability of a hydrogen pressure vessel which is applied high-pressure, it needs the autofrettage process which induces compressive residual stress in the Aluminum liner. This study presents the elasto-plastic analysis to predict the behavior of structure accurately, and the Tsai-Wu failure criterion is applied to predict failure of pressure vessel of Aluminum liner and composite materials. Generally, plastic analysis is more complex than elastic analysis and has much time to predict. To complement its weakness, the AxicomPro(EXCEL program), applied radial return algorithm and nonlinear classical laminate theory (CLT), is developed for predicting results with more simple and accurate than the existing finite element analysis programs.
본 논문은 104L의 저장용량과 70MPa의 사용압력을 갖는 수소연료탱크용 복합소재 압력용기에 관한 강도안전성을 해석한 평가연구이다. 탄소섬유 복합용기의 내측은 6061-T6의 알루미늄 라이너를 사용하고, 외경측은 원주방향을 따라서 탄소섬유 후프층을 형성하고, 또한 $12^{\circ}C$ 적층과 $70^{\circ}C$ 적층을 헤리컬방향으로 경사지게 감아서 제작하였다. 복합소재 연료탱크의 강도안전성에 대한 FEM 해석결과는 US DOT-CFFC와 KS B ISO 11119-2 규정에 따라 평가되었다. FEM 해석결과에 의하면, 104L의 복합용기로 제시된 설계모델을 US DOT-CFFC와 KS B ISO 11119-2 기준으로 평가할 때 모두 안전하다할 수 있다. 그렇지만, 탄소섬유 연료탱크에 대한 계산결과는 한국의 평가기준을 사용하기보다는 미국의 안전기준을 적용하는 것이 더 안전하다는 해석결과를 알 수 있다. 따라서 70MPa의 수소연료 압력용기의 강도안전성을 충분히 확보하기 위해서는 미국의 DOT-CFFC 안전기준에 의거 평가하고 설계하는 것이 바람직하다.
연구 목적: 제2급 와동에서 nanofilled 레진 충전 시 기구 조작 방향에 따라 변연 누출 가능성이 있다. 따라서 기구 조작에 따른 변연 누출을 줄이고자 인접면변연에 flowable 레진의 사용 유무에 따라 반복 하중 전후에 미세 변연 누출의 차이를 보고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 건전한 상태의 24개의 발치 된 치아를 제2급 와동으로 형성한 뒤 그룹F는 nanofilled 레진으로 충전 시 flowable 레진을 liner로 사용하였고, 그룹 NF는 nanofilled 레진으로만 충전 하였다. 300N의 하중으로 $10^4$, $10^5$, $10^6$번의 반복하중을 가했다. 반복하중 전후로 모든 시편에서 전체 미세 변연 누출 길이 (T), 축면 미세 변연 누출 길이 (A), 치은 미세 변연 누출 길이 (G), 협측 미세 변연 누출 길이 (B), 설측 미세 변연 누출 길이 (L)를 측정하여, 각변연누출비율을 비교하였다. 통계는 Mann-Whitney test와 Wilcoxon signed ranks test로 하였다. 결과: 하중 전에 그룹F의 전체 미세 변연 누출 백분율은 0.6%이고 그룹 NF는 5.6%이며, 하중 후에는 그룹 F는 13.0%이고 그룹 NF는 36.3%로 그룹 NF에서 미세 변연 누출이 컸고, 반복 하중 횟수가 증가할수록 더욱 커졌으며, 부위상으로는 치은 변연의 미세 변연 누출이 컸다. 통계적 분석 결과 그룹NF의반복횟수별 하중 전후 비교에서 경계성으로 유의한 차이를 보였다. 결론: 제2급 와동에서 nanofilled 레진 충전 시 인접면 변연에 flowable 레진을 liner로 사용할 경우 반복 하중 전후에 미세 변연 누출의 감소에 영향을 주었다. 그리고 liner로 사용된 flowable 레진은 300 N의 반복 하중에서도 견딜 수 있었다.
The objective of this study is to develop and commercialize an on-board fuel storage system for CNG vehicles. A type 4 vessel is made of resin-impregnated continuous filament windings on a polyamide (PA6) liner. In particular, this study localized the PA6 liner's fabrication and development. To analyze the filament winding, a specimen test was performed, and the results were verified values obtained using finite element analysis. In this study, the filament winding and fibers were optimized for a 207 bar composite cylinder in a compressed natural gas vehicle.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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