Finite Element Analysis on the Sealing Mechanism of U-Cup Seals

U-컵 시일의 밀봉기구에 관한 유한요소해석

유압 실린더용 유패킹의 접촉력, 접촉폭, 돌출발생 임계압력을 밀봉간극에 대하여 유한요소법을 이용하여 수치적으로 해석하였다. 초기 간섭량이 증가함에 따라 접촉력 및 접촉폭은 급격하게 증가하였다. 그러나 유압이 작용하는 상태에서 밀봉간극이 감소하면 시일의 돌출현상이 발생하는 임계압력은 보다 가파르게 증가함을 확인하였다. 초기 간섭량에 의한 접촉력으로 부터 유압 실린더의 누설에 관련된 사용 최저 유압을 연계하여 갑섭량이 설계되어야하고, 돌출발생 임계압력으로 부터는 사용 최고유압과 관련하여 간극이 설계되어야 하므로 이에 대한 수치해석적 설계자료를 제시하였다. 특히 시일립부의 접촉면을 나타내는 축방향에 따라서 접촉력 분포는 시일립 선단부와 돌출현상에 따른 상호 복잡한 결과의 중요성을 제시하였다. 이 결과는 윤활해석을 위한 탄성유체윤활 해석시 입력자료로 사용될 수 있어 실제 유막두께 해석 및 유동해석을 통하여 누설량 예측 등에 이용될 수 있는 설게자료이다.