Numerical Analysis on the Stress and Deformation Behavior Characteristics of Flexible Joint for a Gas Pipe

가스배관용 플렉시블 조인트의 응력 및 변형거동특성에 관한 수치적 연구

In this study, the stress and deformation behavior characteristics of a flexible joint for a gas pipe have been analyzed by a finite element method. These characteristic results may investigate the strength safety analysis of a flexible joint, which is composed by a spiral corrugation pipe or a rectangular corrugation model and a plane pipe. The FEM computed results show that an optimized spiral corrugation pipe model is a inclined angle of $4.7^{\circ}$ and a corrugation height of 1.5mm. And also, a rectangular corrugation pipe model of $90^{\circ}$ is recommended in strength safety rather than a spiral corrugation pipe with an inclined angle. Thus, a corrugated pipe for an increased strength safety is to recommend a reduced pitch and curvature radius of an inclined corrugation.

본 연구에서는 가스배관용 플렉시블 조인트의 응력과 변형거동 특성을 유한요소법으로 해석하였다. 이러한 특성결과는 나선 주름관이나 직각 주름관 및 평면관으로 구성된 플렉시블 조인트의 강도안전성을 고찰할 수 있다. FEM 계산결과에 의하면, 최적의 나선 주름관은 $4.7^{\circ}$의 경사각도와 1.5mm의 주름높이를 갖는 주름관 모델인것으로 나타났다. 또한, $90^{\circ}$의 주름을 갖는 직각 주름관 모델이 경사각도를 갖는 나선 주름관보다는 강도안전성이 더 우수한 것으로 나타났다. 따라서, 주름관의 강도안전성을 높이기 위해서는 주름관의 피치와 곡률반경을 줄이는 것이 바람직함을 알 수 있다.