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배관용 탄성접촉시일의 응력 및 변형거동에 관한 유한요소해석

FE Analysis on Stress and Deformation Behaviors of Elastomeric Contact Seals for a Pipe

  • 김청균 (홍익대학교 트리보.메카.에너지기술 연구센터) ;
  • 김태환 (홍익대학교 트리보.메카.에너지기술 연구센터)
  • Kim, Chung-Kyun (Research Center for Tribology, Mechatronics and Energy, Hongik University) ;
  • Kim, Tae-Hwan (Research Center for Tribology, Mechatronics and Energy, Hongik University)
  • 투고 : 2011.08.13
  • 심사 : 2011.12.26
  • 발행 : 2011.12.31

초록

본 논문에서는 배관을 연결하기 위해 사용한 탄성접촉시일의 밀봉접촉응력과 변형거동 특성을 다루고 있다. 본 연구에서 배관을 연결하기 위해 체결너트와 탄성접촉시일 사이에 가해진 밀봉압축 간섭량은 0.2~0.5mm이다. 탄성접촉시일을 압축하기 위한 밀봉 간섭량은 두 개의 배관을 하나의 너트로 체결하는 과정에 발생한다. FEM 해석결과에 의하면, 경사진 밀봉표면을 갖는 접촉모델 1의 접촉수직응력은 평행한 밀봉표면을 갖는 접촉모델 2의 접촉수직응력에 비해 1.5~1.75배나 높게 나타났다. 이것은 배관과 배관을 연결하는 밀봉접촉표면이 높은 밀봉압축응력을 얻을 수 있도록 하기 위해 쇄기형상의 접촉모드를 형성하는 것이 바람직함을 알 수 있다.

This paper presents sealing contact stress and deformation behaviors of an elastomeric contact seal for a pipe connection. In this study, a pipe connection is used by a joint nut and an elastomeric contact seal with a sealing interference of 0.2~0.5mm. A sealing interference in which compresses an elastomeric contact seal is generated by fastening a joint nut between two pipes. The FEM computed results show that the contact normal stress of contact model 1 with an inclined sealing surface is 1.5~1.75 times high in compared with that of contact model 2 with a parallel sealing surface. This indicates that the sealing contact surface recommends a wedge contact mode between two pipe connections for a high sealing compression stress.

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참고문헌

  1. 김도현, 김청균, "배관용 O-링의 밀봉특성에 관한 수치적 연구", 한국윤활학회 제49회 추계학술대회 논문집, 221-226, (2009).
  2. 김경섭, 김청균, "유한요소해석을 이용한 가스수송 배관용 파형오링의 밀봉특성에 관한 연구", 한국가스학회 춘계학술대회논문집, 82-88, (2010).
  3. 허영민, 이광오, 심태양, 강성수, "자동차용 휠 베어링의 기동토크와 밀봉성을 고려한 립 씰의 형상설계에 관한 연구", 한국자동차공학회논문집, 15(4), 10-16, (2007)
  4. "MARC user's manual," Ver. K6.1, MARC Analysis Research Co., (1996).