가스압력용기의 응력거동특성에 관한 유한요소해석

Finite Element Analysis of Stress Behaviour Characteristics in Gas Pressure Vessels

본 연구에서는 압력용기의 안전설계에 대한 해석결과를 제시하고 있다. 압력용기에 가스압력과 온도하중이 동시에 작용할 경우, 응력과 변위량에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 용기에 대한 설계는 ASME Sec. VIII Div. 2 code를 따라 설계하였다. 이 결과를 사용하여 열적 하중과 기계적 하중을 받는 압력용기를 FEM 해석기법으로 설계 안.전성을 검증하고자 한다. 유한요소해석 결과에 의하면, ASME 설계코드로 압력과 온도하중을 동시에 받는 경우를 해석한 데이터는 압력용기의 설계 안전성을 보장을 할 수 없을 것으로 예상된다. 또한, 압력용기 설계에서 일정한 두께를 갖는 일체형이 보강테를 설치한 압력용기보다 안전하다는 결과를 제시하고 있다.

This paper presents design safety analysis of pressure vessels. The gas pressure and thermal loads are applied to the pressure vessel simultaneously. In this study, ASME Sec. VIII Div. 2 code was accepted for the safety design of high-pressure vessel. And this result was analyzed using a coupled thermal-mechanical FEM analysis technique. The FEM computed result shows that ASME design code may not guarantee for combined loads of high gas pressure and thermal loads. And solid pressure vessel may be safe compared to other pressure vessels with supporting rings round the cylinder body.