고압 축압기 전산설계 및 성능시험기 설계 기술지원 · ks b 0801...

고압 축압기 전산설계 및 성능시험기고압 축압기 전산설계 및 성능시험기고압 축압기 전산설계 및 성능시험기고압 축압기 전산설계 및 성능시험기

설계 기술지원설계 기술지원설계 기술지원설계 기술지원

2007. 6. 30.2007. 6. 30.2007. 6. 30.2007. 6. 30.

한국생산기술연구원한국생산기술연구원한국생산기술연구원한국생산기술연구원

주 스페이스솔루션주 스페이스솔루션주 스페이스솔루션주 스페이스솔루션( )( )( )( )

산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부

편집순서 2

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하

본 보고서를 고압 축압기 전산설계 및 성능시험기 설계에 관한 기술지원 지원기“ ”(

간 과제의 기술지원성과보고서로 제출합니다: 2006. 6. ~ 2007. 5.) .

2007. 6. 31.2007. 6. 31.2007. 6. 31.2007. 6. 31.

지원기관 기관명 한국생산기술연구원지원기관 기관명 한국생산기술연구원지원기관 기관명 한국생산기술연구원지원기관 기관명 한국생산기술연구원: ( ): ( ): ( ): ( )

대표자대표자대표자대표자( )( )( )( ) 김 기 협김 기 협김 기 협김 기 협

지원기업 기업명 주 스페이스솔루션지원기업 기업명 주 스페이스솔루션지원기업 기업명 주 스페이스솔루션지원기업 기업명 주 스페이스솔루션: ( ) ( ): ( ) ( ): ( ) ( ): ( ) ( )

대표자대표자대표자대표자( )( )( )( ) 이 재 헌이 재 헌이 재 헌이 재 헌

지원책임자지원책임자지원책임자지원책임자 :::: 김 영 규김 영 규김 영 규김 영 규

참여연구원참여연구원참여연구원참여연구원 :::: 송 석송 석송 석송 석

- 2 -

기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서

과제고유번호 0600-SA1-033 연구기간 2006. 6. 1 ~ 2007. 5. 31

연구사업명 부품소재전문기업기술지원사업

지원과제명 고압 축압기 전산설계 및 성능 시험기 설계 기술지원

지원책임자 김 영 규지원

연구원수

총 명: 2

내부 명: 1

외부 명: 1

총

사업비

정부 천원: 100,000

기업 천원: 100,000

계 천원: 200,000

지원기관명 한국생산기술연구원 소속부서명 스마트섬유팀

지원기업 기업명 주 스페이스솔루션: ( ) 기술책임자 윤 호 성:

요약 연구결과를 중심으로 개조식 자 이내( 500 )보고서

면수

고압 축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 설계 기술지원1)

용기 두께와 형상에 따라 다양한 규격의 고압용기 기본 설계 수행-

설계디이터를 이용 을 이용하여 각 규격에 대한 모델- , MDT(Mechanical Desktop) 3D

링 수행

을 사용한 최적 경량화 설계 경량화 개- Visual Nastran : 342g /

구조설계를 통하여 도출된 데이터를 이용하여 고압 축압기 고압용기의 도면을 작송하-

고 제작된 도면을 요청기업에 제공

고압 축압기의 성능시험-

고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복수압시험기 설계 기술지원2) / /

고압 축압기에 사용되는 고압용기용 재료의 시험 기술지원3)

계열 인장강도 경도 등의 물성 자료지원- SUS630, SUS316 ,

인장시험 결과 제공- SUS630, SUS316

색 인 어

각 개 이상( 5 )

한 글 축압기 반복시험기 고압용기 전산설계 저유기, , , ,

영 어Accumulator, Life cycle tester, High pressure bottle,

Computer aided engineering, Reservoir

- 3 -

기술지원성과 요약문기술지원성과 요약문기술지원성과 요약문기술지원성과 요약문

사업목표사업목표사업목표사업목표1.1.1.1.

고압축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 설계 기술지원o

압력대비 무게- : 1.4Kg/3000psi

고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복수압시험기 설계 기술지원o / /

충진속도 분- (3,000psi/10l) 1

최고 충진압- : 8,000pai

조작 편리성 환경구현을 통한 조작 편리성 도모- : GUI

기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위2.2.2.2.

고압 축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 설계 기술지원1)

용기 두께와 형상에 따라 다양한 규격의 고압용기 기본 설계 수행-

설계데이터를 이용 을 이용하여 각 규격에 대한 모델- , MDT(Mechanical Desktop) 3D

링 수행

을 사용한 최적 경량화 설계- Visual Nastran

구조설계를 통하여 데이터를 이용하여 고압 축압기 고압용기의 도면을 작성하고 제작-

된 도면을 요청기업에 제공

고압 축압기의 성능시험-

고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복수압시험기 설계 기술지원2) / /

고압 축압기에 사용되는 고압용기용 재료의 시험 기술지원3)

계열 인장강도 경도 등의 물성 자료지원- SUS630, SUS316 ,

인장시험 결과 제공- SUS630, SUS316

- 4 -

지원실적지원실적지원실적지원실적3.3.3.3.

지원항목

지원내용

비고

기술지원前 기술지원後

고압 축압기에 적용

가능한 최적화도니 고

압용기 설계 기술지원

설계기술 전무최적설계 완료

설계도면 제공

고성능 펌프 및 정밀

센서를 이용한 고압/

고속 고정밀 반복수압/

시험기 설계 기술지

원

설계기술 전무

고압 고속 고정밀 반복/ /

수압시험기 제작완료

및 설계 기술지원

고압 축압기에 사용되

는 고압용기용 재료의

시험 기술지원

재료의 시험 기술 전무재료시험 결과지원

재료물성데이터 지원

기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과4.4.4.4.

해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품1)1)1)1)

적용제품명 고압축압기o :

모 델 명o : -

품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격2)2)2)2)

구 분 경쟁 제품해당기술 적용제품

비 고지원 전 지원 후

경쟁제품 대비 품질사senior Aerospace

고압축압기동일 경량화 342g

경쟁제품 대비 가격senior Aerospace

제품

외산가격의

70%

외산가격의

80%

객관화 된 를 근거로 작성DATA※

- 5 -

원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과3)3)3)3)

구 분 절 감 금 액 비 고

원부자재 절감 백만원 년0.34 / ( 18.9 %)

인 건 비 절감 백만원 년/ ( %)

계 백만원 년0.34 / ( 18.9 %)

공정개선 및 품질향상 등으로 인한 절감효과 반영※

적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )

구 분 당해연도 매출 차년도 예상매출전년대비

증가비율비고

내 수 백만원 년100 / 백만원 년150 / 50 %

수 출 천달러 년- / 천달러 년- / - %

계 백만원 년100 / 백만원 년150 / 50 %

참고) 적용제품 주요수출국1. :

작성당시 환율기준2. :

수입대체효과수입대체효과수입대체효과수입대체효과5)5)5)5)

모델명 당해연도 수입액 차년도수입액 수입대체금액 비 고

고압축압기 천달러 년500 / 천달러 년450 / 천달러 년150 /

천달러 년/ 천달러 년/ 천달러 년/

계 천달러 년500 / 천달러 년450 / 천달러 년150 /

- 6 -

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

고압 축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 개발□

경량화 개- : 342g/

고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복수압시험기/ /□

충진속도 분 분 으로 단축- 5 1→

최고충진압 로 향상- 4500 psi 8000 psi→

제어정밀도 로 향상- 20cc 50c→

고압 축압기에 사용되는 고압용기용 재료 물성치 확보□

기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과7)7)7)7)

선진국 수준의 벨로우즈 방식의 고성능 경량 축압기 개발□

고압축압기 전산설계 기술화보로 다양한 규격의 축압기 개발에 활용□

고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복수압시험기 제작/ /□

충진속도 향상으로 시험시간 단축-

최고 충전압 향상으로 고성능 축압기 시험 가능-

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5. ,5. ,5. ,5. ,

규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득1) ,1) ,1) ,1) ,

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권2)2)2)2)

- 7 -

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6.6.6.6.

항 목지원

건수지 원 성 과

기술정보제공 건20 재료물성 파악 고압용기 설계개발,

시제품제작 건2 고압 축압기 개발 시험기 개발,

양산화개발 건1 고압 축압기 개발

공정개선 건2 축압기 설계기술 개선 시험기술 개선,

품질향상 건1 축압기 경량화

시험분석 건2 축압기용 재료 인장시험

수출 및 해외바이어발굴 건

교육훈련 건14 축압기 및 재료 물성파악 설계결과 파악,

기술마케팅 경영자문/ 건

정책자금알선 건

논문게재 및 학술발표 건

사업관리시스템

지원실적업로드 회수건

참여기업 방문회수 건23 축압기 경량설계 및 시험기 개발

기 타 건

상기 세부지원실적에 대한 세부내용 첨부※

종합의견종합의견종합의견종합의견7.7.7.7.

고압축압기는 선진국 제품에 비하여 약 경량화 하여 품질을 크게 향상 시켰으며19% ,

축압기 시험장치는 종래의 시험시간을 분에서 분으로 단축 하였다 개발된 고압축압5 1 .

기를 시험장치에서 시험한 결과 변형이 없었으므로 상품화가 가능하며 년에는 대량2009

생산을 계획하고 있다.

- 8 -

연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과( )( )( )( )□□□□

과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과1.1.1.1.

논문게재 성과□

사업화 성과사업화 성과사업화 성과사업화 성과2.2.2.2.

특허 성과□

출원된 특허의 경우o

등록된 특허의 경우o

- 9 -

사업화 현황□

주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한 창11) 1. , 2.

업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입, 3. , 4.

고용창출 효과□

고용창출 세부사항

(9)

창업

명( )

(10)

사업체 확장

명( )

(11)

합계

명( )

- 3 3

주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입9) “2. ”

사업체 확장에 의한 고용창출은 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나 부서10)

의 신규 생성 및 확대에 의한 것을 의미하며 확인된 경우만 기입

- 10 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용□□□□

참여기업 현장방문 건참여기업 현장방문 건참여기업 현장방문 건참여기업 현장방문 건1. : 231. : 231. : 231. : 23

NO. 일자 구체적 내용 증빙유무

1 06. 6. 27.

위임연구비 사용방법 설명1.

위임연구비 재료비 항목 협의-

과제 진행에 관한협의2.

고압 축압기 경량화 설계 협의-

수입 산 축압기의 사양 검토-

성능 시험기 제작과 관련된 장치 및 부품협의-

고압 축압기 해외자료 검토 및 협의3.

고압 축압기 경량화를 위한 도면 협의4.

무

2 7. 12.

고압 축압기 전산설계를 위한 도면 협의1.

경량화 설계를 위한 고압용기 외형설계 협의-

성능시험기 시스템 설계협의-

무

3 7. 19.

고압 축압기 전산설계를 위한 도면 협의2.

경량화 설계를 위한 고압용기 외형설계 협의-

성능시험기 시스템 설계협의-

무

4 8. 21.

축압기 재질분석을 위한 물성시험 협의-

축압기 경량화를 위한 감량부위 검토 및 경량-

화 구조 협의

축압기 재질분석을 위한 시편제작 검토-

축압기 경량화를 위한 디자인 검토-

유

5 9. 6.축압기 성능시험기 사양 및 검토- Lay-out

축압기 성능시험기 프로그램 및 환경 검토- GUI유

- 11 -


6 9. 27.

축압기 성능시험기 시스템 설계 협의-

축압기 성능시험기 프로그램 및 환경 검토- GUI

축압기 경량화 설계 모델링 협의-

축압기 경량화 설계를 위한 구조해석 협의-

유

7 10. 10. 규격 제공 및 교육SAE ARP4378 Accumulator 유

8 10. 25.축압기 경량화 설계 모델링 협의-

축압기 경량화 설계를 위한 구조해석 협의-유

9 11. 20.금속재료 인장시험편 규격 제공 및KS B 0801

교육유

10 11. 30.금속재료 인장시험 방법 제공 및KS B 0802

교육유

11 12. 18. 인장시편 도면 제공 및 교육 유

12 12. 26.와 금속 규격SUS 630 Annealed H1025,

원소 물성치 포함 제공 및 교육( , )유

13 2007. 1. 4.금속 규격 원소 물성치 포함SUS 630 H1075, ( , )

제공 및 교육유

14 1. 10. 인장시험 결과 제공 및 교육 유

- 12 -


15 1. 29.금속 규격 원소 물성치 포함SUS 630 H1150, ( , )


16 2. 6. 축압기 설계결과 제공 및 교육 유

17 2. 20.금속 규격 원소 물성치 포함SUS 630 H1150M, ( , )






20 4. 5.금속 규격 원소 물성치 포함SUS 651, ( , )


21 4. 26.계열 금속 규격 원소 물성치 포함SUS 316 , ( , )


22 5. 3. 축압기 성능시험 무

23 5. 22. 축압기 성능시험 무

- 13 -

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건2. : 202. : 202. : 202. : 20


1 06. 10. 10. 규격 제공SAE ARP4378 Accumulator 유

2 06. 11. 20. 금속재료 인장시험편 규격 제공KS B 0801 유

3 06. 11. 30. 금속재료 인장시험 방법 제공KS B 0801 유

4 06. 12. 18. 인장시편 도면 제공 유

5 06. 12. 26.금속 규격 원소 물성치 포함 제SUS630 Annealed, ( , )

공유

6 06. 12. 26. 금속 규격 원소 물성치 포함 제공SUS630 H1025, ( , ) 유


8 07. 1. 10. 인장시험 결과 제공, SUS 630 유

9 07. 1. 10. 인장시험 결과 제공, SUS 316 유


11 07. 2. 6. 축압기 설계결과 제공 유

12 07. 2. 20. 금속 규격 원소 물성치 포함 제공SUS630 H1150M, ( , ) 유



15 07. 4. 5. 금속 규격 원소 물성치 포함 제공SUS651, ( , ) 유

16 07. 4. 26. 규격 제공SUS316N, Annealed & cold drawn bar 유

17 07. 4. 26. 규격 제공SUS316L, Annealed & cold drawn bar 유

18 07. 4. 26. 규격 제공SUS316, Annealed strip 유

19 07. 4. 26. 규격 제공SUS316, Annealed & cold drawn bar 유

20 07. 4. 26. 규격 제공SUS316, Annealed bar 유

시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건3. : 23. : 23. : 23. : 2


1 2007. 4. 20. 축압기 제작 유

2 2007. 4. 15. 시험기 제작 유

- 14 -

시험분석 건시험분석 건시험분석 건시험분석 건4. : 24. : 24. : 24. : 2


1 07. 1. 10. 인장시험 결과 제공SUS 603 유

2 07. 1. 10. 인장시험 결과 제공SUS 316 유

기술지원실적 업로드 건기술지원실적 업로드 건기술지원실적 업로드 건기술지원실적 업로드 건5. : 175. : 175. : 175. : 17


1 8. 8.

고압축압기 시험의뢰 및 시험방법 혐의1.

재료시편 규격협의-

가 부착된 인장시험기 섭외-Extensor meter

성능시험기 시스텐 설계협의2.

조작편의성을 위한 구현에 관한 협의- GUI

성능시험기 사양에 관한 협의-

유

2 8. 21.

축압기 재질분석을 위한 물성시험 협의-

축압기 재질분석을 위한 시편제작 검토-

축압기 경량화를 위한 감량부위 검토 및 경량화-

구조 협의

축압기 경량화를 위한 디자인 검토-

유

3 9. 6.축압기 성능시험기 사양 및 검토- Lay-out

축압기 성능시험기 프로그램 및 환경 검토- GUI유

- 15 -


4 10. 10. 규격 제공 및 교육SAE ARP4378 Accumulator 유

5 11. 20. 금속재료 인장시험편 규격 제공 및 교육KS B 0801 유

6 11. 30. 금속재료 인장시험 방법 제공 및 교육KS B 0802 유

7 12. 18. 인장시편 도면 제공 및 교육 유

8 12. 26.와 금속 규격SUS 630 Annealed H1025,

원소 물성치 포함 제공 및 교육( , )유

9 2007. 1. 4.금속 규격 원소 물성치 포함SUS 630 H1075, ( , )


10 1. 10. 인장시험 결과 제공 및 교육 유

- 16 -




12 2. 6. 축압기 설계결과 제공 및 교육 유

13 2. 20.금속 규격 원소 물성치 포함SUS 630 H1150M, ( , )






16 4. 5.금속 규격 원소 물성치 포함SUS 651, ( , )


17 4. 26.계열 금속 규격 원소 물성치 포함SUS 316 , ( , )


- 17 -

편집순서 5

목 차목 차목 차목 차

제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요1111

제 절 기술지원 필용성제 절 기술지원 필용성제 절 기술지원 필용성제 절 기술지원 필용성2222

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황2222

제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과3333

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행1111

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과2222

제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도4444

제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획5555

제 장 참고문헌제 장 참고문헌제 장 참고문헌제 장 참고문헌6666

부 록부 록부 록부 록

기술지원일지 또는 기술지원실적 업로드 국외출장보고서 기술지원과 관련하여, ,※

수집한 해외과학기술정보 및 참석한 학회 세미나 전시회 등 요약보고서 기술지,ㆍ ㆍ

원 활용 기자재 및 시설 요약서 등 본 기술지원과 관련된 부수적 사항 기재

- 18 -

제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

현재 축압기의 기술동향은 긴 보유와 조건을 요구하Life Cycle Maintenance Free

여 있으며 특히 항공 우주 및 방산분야에서는 이와 더불어 무게의 감소 및 획기적, /

성능개선 고압 등 을 요구하고 있음( ) .

현재 국내에서 생산되는 축압기의 경우 다어어프램 방식과 피스톤 방식의 축압기를

생산하고 있지만 유지 관리 체계를 갖고 정기적인 점검 및 보수가 필요함 고가의/ .

유지 관리비 발생과 인력의 낭비 유지 보수를 위한 시스템 중단 등과 같은 여러 가/ , /

지 불리한 상황은 장기간에 걸쳐 막대한 비용부담을 가져왔으며 이로 인해 제품의,

경쟁력 또한 약화시키게 되었음.

지원기업은 현재 국내에서 제작 판매된 수압반복시험기를 사용하고 있으나 잦은 고/

장과 부정확한 계측량으로 인해 필요없는 재시험을 수행하는 경우가 있으며 시험,

장치의 적은 유량과 저속의 충진으로 인해 제품 개당 시험시간이 매우 장시간 요1

구되어 생산성 저하를 유발시키고 있음 또한 전문 해석인력의 보유 및 유지가 쉽.

게 이루어지지 않는 관계로 개발단계에서 완성도 높은 제품의 개발을 수행하기가

수월하지 않으며 이로 인해 경험에 의한 설계에 의존하고 있음, .

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

고압축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 설계 기술지원고압축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 설계 기술지원고압축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 설계 기술지원고압축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 설계 기술지원1.1.1.1.

압력대비 무게- : 1.4Kg/3000psi

고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복수압시험기고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복수압시험기고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복수압시험기고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복수압시험기2. / /2. / /2. / /2. / /

설계기술지원

충진속도 분- (3,000psi/10l) : 1

최고 충진압- : 8,000psi

제어정밀도- : 5cc

조작 편리성 환경 구현을 통한 조작 편리성 도모- : GUI

- 19 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

고압 축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 설계 기술지원고압 축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 설계 기술지원고압 축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 설계 기술지원고압 축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 설계 기술지원1.1.1.1.

설계디어터를 이용 와 를 이용하여 각 제- , MDT(Mechanical Desktop) Solid Works

품에 대한 모델링 작업을 수행3D


모델링 된 데이터를 이용하여 최고 충진압력 하에서 각 모델에 대하여: 3D FEM

해석을 수행하고 해석된 데이터를 분석하여 고압 축압기 고압용기가 항복응력 이내

에서 안정성이 확보되도록 최경량화 설계를 수행

최경량 설계를 통하여 도출된 데이터를 이용하여 고압 축압기 고압용기의 도면을-

작성하고 제작된 도면을 요청기업에 제공

제작된 도면을 이용하여 요청기업에서는 고압 축압기의 고압용기 시제품을 제작-

하고 보증압력 시험 파열압력 시험 벨로우즈가 조립된 완성품 축압기의 작동시험, , ,

토출량 시험 수압 반복작동 시험을 수행함으로써 최적 경량화 설계된 고압 축압기,

의 성능을 검증

고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 설계 기고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 설계 기고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 설계 기고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 설계 기2. / /2. / /2. / /2. / /

술지원술지원술지원술지원

수압반복작동 시험은 축압기에 있어 성능을 판단할 수 있는 매우 중요한 시험으-

로 신뢰도 높은 시험장비의 구성뿐만 아니라 시험과 관련된 절차 시험조건의 수립,

및 결과의 분석기술 등도 시험의 신뢰도를 높이고 제품의 성능을 향상하기 위해 매

우 중요한 요소이므로 시험장비의 시스템 설계 시에 시험조건과 절차 조건 등을,

고려

현장에 적용이 가능하고 축압기 성능평가의 신뢰도를 높일 수 있도록 펌프 밸- ,

브 계측기 등의 주요부품을 선정,

설계된 도면을 요청기업인 주 스페이스솔루션에 제공하고 요청기업에서는 축압- ( )

기 성능시험기의 제작을 수행하며 고압 축압기를 장착하여 충진속도 최고 충진압, ,

제어 정밀도 조작의 편리성 등의 성능시험을 수행,

- 20 -

고압 축압기에 사용되는 고압용기용 재료의 시험 기술지원고압 축압기에 사용되는 고압용기용 재료의 시험 기술지원고압 축압기에 사용되는 고압용기용 재료의 시험 기술지원고압 축압기에 사용되는 고압용기용 재료의 시험 기술지원3.3.3.3.

고압 축압기의 경량화 설계를 위해서 축압기 제작이 가능한 재료- (SUS630,

에 대하여 인장시험을 수행하여 요청기업에 제공SUS316)

재료시험을 통하여 도출된 물성 데이터를 고압 축압기의 최적 경량화 설계를 위-

한 전산설계에 활용함으로써 제품의 안전성 및 신뢰성을 확보

계열의 재료 물성관련 자료를 제공- SUS30, SUS316

- 21 -

제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황2222

국내외 관련분야에 대한 기술현황과 기술지원결과가 국내외 현황에서 차지하는 위(

치 등을 기술)

국내 기술현황국내 기술현황국내 기술현황국내 기술현황::::

블레이드 방식 피스톤 방식 다이아프람 방식 등을 다수 업체에서 외국 부품을 수, ,

입하여 조립 생산하고 있다 스페이스솔루션에서 생산 중인 벨로우즈 방식에 비하.

여 품질이 크게 부족함.

국외 기술현황국외 기술현황국외 기술현황국외 기술현황::::

연구수행 기관 개발기술 현황 개발성과의 활용현황

Senior Aerospace벨로우즈 방식의 고성능의

경량화된 축압기 개발개발 완료 후 시판중

PerkinElmer벨로우즈 방식의 고성능의

경량화된 축압기 개발개발 완료 후 시판중

주 스페이스솔루션( )

국방과학연구소벨로우즈 저유기 개발 개발완료

기술 지원 성과기술 지원 성과기술 지원 성과기술 지원 성과::::

고압축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기는 압력대비 무게 : 1.476Kg/3000psi

이 되도록 개발되었으며 항공 우주 분야 및 전차용 부품 등 방산 분야에 적용이 가/

능하도록 경량화 되었다.

- 22 -

제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과3333

이론적 실험적 접근방법 지원내용 지원결과를 기술( , , , )

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행1111

계획된 기술지원의 달성 정도 수행한 기술지원 내용 기술지언에 따른 지적재산, ,※

권 도출 지워내용의 기업전략에서의 기여도 등에 대해 정량적 정성적인 방법으로, ,

구체적 기술

고압 축압기에 사용되는 고압용기용 재료의 시험 기술지원고압 축압기에 사용되는 고압용기용 재료의 시험 기술지원고압 축압기에 사용되는 고압용기용 재료의 시험 기술지원고압 축압기에 사용되는 고압용기용 재료의 시험 기술지원1.1.1.1.

고압 축압기의 경량화 설계를 위해서 축압기 제작이 가능한 재료를 선정하여-

인장강도 물성시험을 수행하여 지원기업에 제공(SUS630)

재료시험을 통하여 도출된 물성 데이터를 고압 축압기의 최적 경량화 설계를 위-

한 전산설계에 활용함으로써 제품의 안정성 및 신뢰성을 확보

그림 인장시험편 도면그림 인장시험편 도면그림 인장시험편 도면그림 인장시험편 도면1.1.1.1.

- 23 -

그림 인장시험 결과그림 인장시험 결과그림 인장시험 결과그림 인장시험 결과2. SUS 6302. SUS 6302. SUS 6302. SUS 630

그림 축압기 설계시 재료물성 입력창그림 축압기 설계시 재료물성 입력창그림 축압기 설계시 재료물성 입력창그림 축압기 설계시 재료물성 입력창3.3.3.3.

- 24 -

고압 축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 설계 기술지원고압 축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 설계 기술지원고압 축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 설계 기술지원고압 축압기에 적용 가능한 최적화된 고압용기 설계 기술지원2.2.2.2.

고압용기 기본 설계를 수행-

설계디어터를 이용 와 를 이용하여 각 제- , MDT(Mechanical Desktop) Solid Works

품에 대한 모델링 작업을 수행3D


모델링 된 데이터를 이용하여 최고 충진압력 하에서 각 모델에 대하여: 3D FEM

해석을 수행하고 해석된 데이터를 분석하여 고압 축압기 고압용기가 항복응력 이내

에서 안전성이 확보되도록 최경량화 설계를 수행

최경량 설계를 통하여 도출된 데이터를 이용하여 고압 축압기 고압용기의 도면을-

작성하고 제작된 도면을 요청기업에 제공

제작된 도면을 이용하여 요청기업에서는 고압 축압기의 고압용기 시제품을 제작-

하고 보증압력 시험 파열압력 시험 벨로우즈가 조립된 완성품 축압기의 작동시험, , ,

토출량 시험 수압 반복작동 시험을 수행함으로써 최적 경량화 설계된 고압 축압기,

의 성능을 검증

그림 고압 축압기의 구조그림 고압 축압기의 구조그림 고압 축압기의 구조그림 고압 축압기의 구조4.4.4.4.

- 25 -

가 축압기 최적설계가 축압기 최적설계가 축압기 최적설계가 축압기 최적설계. bottle. bottle. bottle. bottle

축압기 을 최적설계하기 위하여 형상을 다음과 같이 변화시켜 가면서 구조해bottle

석을 수행하였다.

- 26 -

그림 설계변경 도면그림 설계변경 도면그림 설계변경 도면그림 설계변경 도면5. Bottle5. Bottle5. Bottle5. Bottle

- 27 -

해석결과1) Bottle 1

그림 변형해석 결과그림 변형해석 결과그림 변형해석 결과그림 변형해석 결과6. Bottle 16. Bottle 16. Bottle 16. Bottle 1

그림 응력해석 결과그림 응력해석 결과그림 응력해석 결과그림 응력해석 결과7. Bottle 17. Bottle 17. Bottle 17. Bottle 1

응력해석 결과 최대응력이 5.4x102

이므로 항복응력인 보다 훨씬MPA 1,000 MPA

적은 값이므로 형상변화로 통하여 경량화 할 수 있다 따라서 다음과 같이 두께를.

줄이면서 해석을 수행하였다.

- 28 -








- 29 -








- 30 -





이므로 항복응력인 보다 큰 값MPA 1,000 MPA

이 부분에서 발생하였다 따라서 두께를 에서 증가시켰다Round . Round Bottle5 .

- 31 -






적은 값이므로 형상변화로 통하여 경량화 할 수 있다 따라서 에서 옆면 두. Bottle 6

께를 로 감소시켰다2mm .

- 32 -





이므로 항복응력인 과 유사한MPA 1,000 MPA

값이 부분에서 계산되었다 에서 곡률을 에서Round . Bottle 7 Round R15, R7 R15,

로 변환시켰다R8 .

- 33 -





이므로 항복응력인 과 유사한MPA 1,000 MPA

값이 부분에서 계산되었다 에서 곡률을 에서Round . Bottle 8 Round R15, R8 R16,

로 변환시켰다R8 .

- 34 -





이므로 항복응력인 보다 적은MPA 1,000 MPA

값이 부분에서 계산되었다 에서 옆면 두께를 에서 로Round . Bottle 9 2mm 1.5mm

감소시켰다.

- 35 -





이 옆면에서 균일하게 발생하였고MPA Bottle

항복응력인 와 유사한 값이며 옆면의 변형이 발생된다1,000MPA , 0.315mm .

중량은 으로 원래 무게보다 감소하였으나 옆면 변형 기준치인0.953kg 457g ,

보다 차이가 큰 값이다 따라서 최대응력이 이고 옆면 변형0.2mm . 8.25x102 MPA

이 인 를 최적설계로 하고 제작토록 하였다0.23mm Bottle 8 .

- 36 -

나 축압기 최적설계나 축압기 최적설계나 축압기 최적설계나 축압기 최적설계. cover. cover. cover. cover

축압기 를 최적설계하기 위하여 형상을 다음과 같이 변화시켜 가면서 구조해cover

석을 수행하였다.

- 37 -

그림 설계변경 도면그림 설계변경 도면그림 설계변경 도면그림 설계변경 도면24. Cover24. Cover24. Cover24. Cover

해석결과1) Cover 1

그림 변형해석 결과그림 변형해석 결과그림 변형해석 결과그림 변형해석 결과25. Cover 125. Cover 125. Cover 125. Cover 1

- 38 -

그림 응력해석 결과그림 응력해석 결과그림 응력해석 결과그림 응력해석 결과26. Cover 126. Cover 126. Cover 126. Cover 1


로 계산되었으며 항복응력인 보MPA 1,000MPA

다 매우 적은 값이므로 형상을 다음의 와 같이 경량화하여 해석을 수행하였cover 2

다.

해석 결과2) Cover 2


- 39 -





다.



- 40 -





다.



- 41 -



로 의 내부 경계면에서 계산되었으MPA cover

며 항복응력인 큰 값이므로 형상을 다음의 와 같이 내부 경계면1,000MPA cover 5

에 를 로 변경하여 해석을 수행하였다round R5 .



- 42 -



로 항복응력인 보다 매우 적은MPA 1,000MPA

값이므로 형상을 다음의 와 같이 내부 면을 경량화하여 해석을 수행하였다cover 6 .



- 43 -



로 항복응력인 보다 매우 적은MPA 1,000MPA

값이므로 형상을 다음의 와 같이 두께를 에서 로 경량화하여cover 7 4.2mm 3.2mm

해석을 수행하였다.



- 44 -



로 항복응력인 와 유사한 값이므MPA 1,000MPA

로 형상을 다음의 와 같이 두께를 에서 로 증가하여 해석을cover 8 3.2mm 3.71mm

수행하였다.



- 45 -


응력해석 결과 최대응력이 로 항복응력인 보다 훨신 적은8.25x102 MPA 1,000MPA

값이므로 형태가 안정성이 있음을 알 수 있었으며 중량을 당초의 보다cover 82g

감소시켰다 따라서 을 최적설계로 확정하고 제품을 제작토록 하였다. cover 8 .

고압축압기 제작고압축압기 제작고압축압기 제작고압축압기 제작3.3.3.3.

생산기술연구원에서 제공한 위의 설계결과를 사용하여 지원기업에서 고압축압기를

제작하였다 제작된 제품은 다음의 그림과 같다. .

그림 개발된 고압축압기그림 개발된 고압축압기그림 개발된 고압축압기그림 개발된 고압축압기41.41.41.41.

- 46 -

고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 설계 기고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 설계 기고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 설계 기고성능 펌프 및 정밀 센서를 이용한 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 설계 기4. / /4. / /4. / /4. / /

술지원 및 시험기 제작술지원 및 시험기 제작술지원 및 시험기 제작술지원 및 시험기 제작

수압반복작동 시험은 축압기에 있어 성능을 판단할 수 있는 매우 중요한 시험으-

로 신뢰도 높은 시험장비의 구성뿐만 아니라 시험과 관련된 절차 시험조건의 수립,

및 결과의 분석기술 등도 시험의 신뢰도를 높이고 제품의 성능을 향상하기 위해 매

우 중요한 요소이므로 시험장비의 시스템 설계 시에 시험조건과 절차 조건 등을,

고려

현장에 적용이 가능하고 축압기 성능평가의 신뢰도를 높일 수 있도록 펌프 밸- ,

브 계측기 등의 주요부품을 선정,

설계된 도면을 요청기업인 주 스페이스솔루션에 제공하고 요청기업에서는 축압- ( )

기 성능시험기의 제작을 수행하며 고압 축압기를 장착하여 충진속도 최고 충진안, ,

제어 정밀도 조작의 편리성 등의 성능시험을 수행,

그림 축압기 작동 메커니즘그림 축압기 작동 메커니즘그림 축압기 작동 메커니즘그림 축압기 작동 메커니즘42.42.42.42.

- 47 -

그림 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 조립도면그림 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 조립도면그림 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 조립도면그림 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 조립도면43. / /43. / /43. / /43. / /

그림 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 회로도그림 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 회로도그림 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 회로도그림 고압 고속 고정밀 반복 수압시험기 회로도44. / /44. / /44. / /44. / /

- 48 -

그림 제어 판넬그림 제어 판넬그림 제어 판넬그림 제어 판넬45.45.45.45.

- 49 -

가 사용전 준비사항가 사용전 준비사항가 사용전 준비사항가 사용전 준비사항....

전원을 연결합니다 단상1) .(220V, )

의 물이 충분한지 확인합니다2) WATER TANK .

전면판3)

가 밸브를 반시계 방향으로 돌립니다 공급) PRESSURE CONTROL LOW (2-2) .(

압력AIR :0)

나 밸브를 반시계 방향으로 돌립니다 공급) PRESSURE CONTROL HIGH (2-1) .(

압력AIR :0)

다 를 시계방향으로 잠굽니다) PUMP SPEED CONTROL LOW (5-2) .

라 를 시계방향으로 잠굽니다) PUMP SPEED CONTROL HIGH (5-1) .

마 를 시계방향으로 돌려 잠굽니다) GAUGE COCK LOW (16-2) .

바 를 시계방향으로 돌려 잠굽니다) OUT-LET STOP VALVE HIGH (16-1) .

사 를 시계방향으로 돌려 잠굽니다) OUT-LET STOP VALVE (20-1) .

아 를 시계방향으로 돌려 잠굽니다) DRAIN VALVE (20-2) .

을 에 연결합니다4) AIR LINE AIR IN PORT .(MAX, 7Kg/ )㎠

전원을 시킵니다5) ON .

나나나나. LOW PRESSURE TEST(MAX. 141Kg/ ). LOW PRESSURE TEST(MAX. 141Kg/ ). LOW PRESSURE TEST(MAX. 141Kg/ ). LOW PRESSURE TEST(MAX. 141Kg/ )㎠㎠㎠㎠

사용전 준비사항을 체크합니다.

먼저 에 시험물을 설치하고 를 닫습니다1) TEST CHAMBER DOOR .

밸브를 시계방향으로 천천히 돌려 공급2) PRESSURE CONTROL LOW (2-2) AIR

압력을 로 맞춥니다1-2Kg/ ) .㎠

밸브를 반시계 방향으로 조금 열어둡니3) PUMP SPEED CONTROL LOW (5-2)

다 이밸브의 열림 정도로 펌프 구동속도를 조절할수 있습니다. .

를 반시계방향으로 돌려 엽니다4) GAUGE COCK LOW (16-2) .

와 를 반시계방향으로 돌5) OUT-LET STOP VALVE (20-1) DRAIN VALVE (20-2)

려 엽니다.

밸브 를 측으로 위치 합니다6) LOW HIGH SELECTOR (11) LOW .

앞 를 열고 장비 내부의 드레인 밸브 를 열어 둡니다7) DOOR (10) .

장비 전면의 에서 값을 설정8) PRESSURE INDICATOR LOW(18-2) LOW / HIGH

합니다.

값 반복하고자 하는 압력HIGH : (MAX. 141Kg/ )㎠

값 압력드레인LOW : (MIN 2Kg/ )㎠

카운터에서 반복횟수를 설정합니다9) .

- 50 -

스위치를 에 위치합니다10) LOW / HIGH SELECTOR LOW .

시험물에 물채우기11)

가 스위치를 눌러 를 구동합니다) AUTO / MANUAL MANUAL .

나 스위치를 눌러 를 구동합니다) LOW PUMP ON LOW PUMP .

다 드레인 밸브 을 잠굽니다) (20-2) .

라 시험물에 물이 어느정도 차면 드레인 밸브 을 열고 닫고를 반복해) (20-2) /

시험물 내 를 제거합니다AIR .

마 를 합니다) LOW PUMP OFF .

시험물내 물채우기가 완료되면 스위치를 에 위치시키고12) AUTO/MANUAL AUTO

를 해 반복 를 수행합니다LOW PUMP ON TEST .

시험모드는 아래와 같습니다.

시험물 압력상승 드레인 밸브 시험물 압력 드레인 카운터 드레- OPEN - - -

인 밸브 시험물 압력상승 반복 카운터 완료후 정지CLOSE - :

시험물 용적이 큰 경우에는 다음과 같은 방법으로 압력상승 속도를 높일 수 있

습니다.

가 밸브를 많이 열어준다) PUMP SPEED CONTROL LOW .

나 밸브를 시계방향으로 돌려 공급 압력을 높) PRESSURE CONTROL LOW AIR

인다.

다 스의치를 눌러 같이 구동한다 구동방법은 펌프와) HIGH PUMP ON . ( LOW

동일)

가 완료되면 압력이 소진된 것을 확인후 시험물로 부터 를 제거합13) TEST HOSE

니다.

다다다다. HIGH PRESSURE TEST (MAX. 563Kg/ ). HIGH PRESSURE TEST (MAX. 563Kg/ ). HIGH PRESSURE TEST (MAX. 563Kg/ ). HIGH PRESSURE TEST (MAX. 563Kg/ )㎠㎠㎠㎠

사용전 준비사항을 체크합니다.

먼저 에 시험물을 설치하고 를 닫습니다1) TEST CHAMBER DOOR .

밸브를 시계방향으로 천천히 돌려 공급2) PRESSURE CONTROL HIGH(2-1) AIR

압력을 로 맞춥니다1-2Kg/ ) .㎠

밸브를 반시계 방향으로 조금 열어둡니3) PUMP SPEED CONTROL HIGH (5-1)

다 이밸브의 열림 정도로 펌프 구동속도를 조절할수 있습니다. .

를 반시계 방향으로 돌려 엽니다4) OUT-LET STOP VALVE HIGH(16-1) .

와 를 반시계 방향으로 돌5) OUT-LET STOP VALVE (20-1) DRAIN VALVE (20-2)

려 엽니다.

밸브 를 측으로 위치 합니다6) LOW HIGH SELECTOR (11) HIGH .

앞 를 열고 장비 내부의 드레인 밸브 를 우선 닫아둡니다7) DOOR (10) .

- 51 -

장비 전면의 에서 값을 설정8) PRESSURE INDICATOR HIGH(18-1) LOW / HIGH

합니다.

값 반복하고자 하는 압력HIGH : (MAX. 563Kg/ )㎠

값 압력드레인 이상LOW : (MIN 10Kg/ )㎠

카운터에서 반복횟수를 설정합니다9) .

스위치를 에 위치합니다10) LOW / HIGH SELECTOR LOW .

시험물에 물채우기11)

가 스위치를 눌러 를 구동합니다) AUTO / MANUAL MANUAL .

나 스위치를 눌러 를 구동합니다) LOW PUMP ON LOW PUMP .

다 드레인 밸브 을 잠굽니다) (20-2) .

라 시험물에 물이 어느정도 차면 드레인 밸브 을 열고 닫고를 반복해) (20-2) /

시험물 내 를 제거합니다AIR .

마 를 합니다) LOW PUMP OFF .

시험물내 물채우기가 완료되면 스위치를 에 위치시키고12) AUTO/MANUAL AUTO

를 해 를 구동합니다LOW PUMP ON HIGH PUMP .

압력이 상승하면 밸브를 시계방향으로 돌려 설PRESSURE CONTROL HIGH(2-1)

정압력까지 상승시킵니다.

설정압력까지 상승하면 전면도어내부의 드레인 밸브 를 미세하게 열어 압력을(10)

서서히 낮춥니다 값까지 서서히 떨어지게 조절. (LOW )

시험모드는 아래와 같습니다.

시험물 압력상승 드레인 밸브 시험물 압력 드레인 카운터 드레- OPEN - - -

인 밸브 시험물 압력상승 반복 카운터 완료후 정지CLOSE - :

시험물 용적이 큰 경우에는 다음과 같은 방법으로 압력상승 속도를 높일 수 있

습니다.

가 완료되면 먼저 드레인 밸드 를 열어 압력을 소진시킨후 시험물로13) TEST (20-2)

부터 를 제거 합니다HOSE .

라 주의 사항라 주의 사항라 주의 사항라 주의 사항....

본장비는 방비의 기능을 완전히 숙지한 담당자만이 사용해야합낟1) .

시에는 의 를 절대 열어서는 안됩니다2) TEST CHAMBER DOOR .

시험물에 압력이 인가된 상태에서는 절대 를 분해해서는 안됩니다3) HOSE .

규정된 압력이상으로 압력을 상승시켜서는 안됩니다4) .

도중에 장비를 이동하거나 충격을 주어서는 안됩니다5) TEST .

장비 시 누수가 발생하면 즉시 사용을 중단해야 합니다6) OPERATING .

- 52 -

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과2222

기술지원 추진일정기술지원 추진일정기술지원 추진일정기술지원 추진일정1.1.1.1.

- 53 -

수행주체들의 담당업무 성과 정도 수행방법수행주체들의 담당업무 성과 정도 수행방법수행주체들의 담당업무 성과 정도 수행방법수행주체들의 담당업무 성과 정도 수행방법2. ,2. ,2. ,2. ,

가 지원기관의 담당업무 성과 정도 수행방법가 지원기관의 담당업무 성과 정도 수행방법가 지원기관의 담당업무 성과 정도 수행방법가 지원기관의 담당업무 성과 정도 수행방법. ,. ,. ,. ,

고압용기 기초설계 고압용기 모델링 해석 및 경량화 설계고압용기 기초설계 고압용기 모델링 해석 및 경량화 설계고압용기 기초설계 고압용기 모델링 해석 및 경량화 설계고압용기 기초설계 고압용기 모델링 해석 및 경량화 설계1) , 3D , FEM1) , 3D , FEM1) , 3D , FEM1) , 3D , FEM

지원기업이 생산 중인 고압용기의 도면을 사용하고 를 사용하여 형상을 모델링MDT

하고 에서 해석을 통하여 변형과 응력상태를 파악하였다 중량, NASTRAN 4D FEM .

을 경량화하기 위하여 재질의 항복응력 이하에서 안정적인 구조를 찾기 위하여 고

압용기의 형상을 변경하면서 모델링과 해석을 반복 수행하였다FEM .

최종적으로 항복응력에 대하여 안정적이면서 경량화할 수 있는 구조를 찾아 도면을

작성하고 지원기업에 전달하여 제품을 제작하였다.

당초 목표인 으로 경량화를 목표로 설계를 수행하였으며 최종 설계된 제품의1.4kg ,

중량은 으로써 을 경량화 하였다1.476kg 342g .

고압용기 재질 기초자료 조사고압용기 재질 기초자료 조사고압용기 재질 기초자료 조사고압용기 재질 기초자료 조사2)2)2)2)

고압용기 제작에 사용되는 및 계열의 금속재료에 대한 규격을SUS630 316 AISI

조사하여 원소 물성치를 포함한 자료를 제공하였다, .

고압용기 재질 물성분석고압용기 재질 물성분석고압용기 재질 물성분석고압용기 재질 물성분석3)3)3)3)

고압용기 제작에 사용되는 및 계열의 금속재료에 대한 물성치를 파악SUS630 316

하기 위하여 인장시편의 도면을 작성하여 지원기업에서 인장시편 제작과 인장시험

을 하도록 하였다 실제로 고압용기 제작을 위하여는 재질이 합리적이므로. SUS630

설계 및 제작은 으로 하였다SUS630 .

성능시험기 기초자료 조사성능시험기 기초자료 조사성능시험기 기초자료 조사성능시험기 기초자료 조사4)4)4)4)

각 부품의 카다로그를 임수하여 고성능 시험기를 제작토록 지원하였다.

- 54 -

성능시험기 시스템 설계성능시험기 시스템 설계성능시험기 시스템 설계성능시험기 시스템 설계5)5)5)5)

성능시험기를 제작하기 위하여 그림 와 그림 와 같이 조립도 및 회로도를 작43 44

성하여 그림 와 같이 시험기를 제작토록 하였다45 .

성능시험기 시제품 제작성능시험기 시제품 제작성능시험기 시제품 제작성능시험기 시제품 제작6)6)6)6)

성능시험기는 전문업체인 주 하이드로매틱스에 발주하여 제작하였다( ) .

성능시험기 시운전 및 성능평가성능시험기 시운전 및 성능평가성능시험기 시운전 및 성능평가성능시험기 시운전 및 성능평가7)7)7)7)

개발된 시험기를 사용하여 경량화된 고압축압기의 성능시험을 수행하였다 수행결.

과 개발된 축압기의 변형이 없었으므로 축압기 개발이 성공적으로 수행되었으며,

시험기도 시험시간이 기존 분에서 분으로 단축되었고 충진압력도 기존5 1 4,000psi

에서 최대 로 증가되었다8,000psi .

가 압력시험 내압시험) Proot ( )

까지 천천히 변형량을 확인하면서 가압하여 시험 하였으며 변동이 없음- 6000psi

을 확인하였다.

가압시간도 분으로 단축되었다- 1 .

나 반복시험)

순간적으로 까지 고압을 가압 후 갑압하는 과정을 여러번 반복하여 시- 6000psi

험을 하였으며 통상 제품 출고전 회 반복시험을 하므로 회 반복시험을10~20 20

한 결과 변형이 없음을 확인하였다.

회 가압시간도 분으로 단축되었다- 1 1 .

- 55 -

제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도4444

지원목표 및 평가착안점에 입각한 지원목표의 달성도 및 관련분야의 기술발전에의(

기여도 등을 기술)

지원목표 및 평가착안점에 입각한 지원목표의 달성도지원목표 및 평가착안점에 입각한 지원목표의 달성도지원목표 및 평가착안점에 입각한 지원목표의 달성도지원목표 및 평가착안점에 입각한 지원목표의 달성도1.1.1.1.

구 분 평가항목 가중치

평가기준

목표치 결 과 달성도

고성능

반복수압

시험기

개발

충진속도1. (3000psi/10l)

최고 충진압2.

제어정밀도3.

조작 편리성4.

15%

15%

15%

15%

분1

8000psi

5cc

환경GUI

분1

8000psi

5cc

자동제어PLC

100%

100%

100%

80%

고압용기 압력대비 무게1. 40%1.4kg

/3000psi

1.476kg

/3000psi86%

관련분야 기술발전의 기여도관련분야 기술발전의 기여도관련분야 기술발전의 기여도관련분야 기술발전의 기여도2.2.2.2.

가 고압용기 선진국 수준의 경량화된 고압용기를 개발하므로써 우주항공분야에 시. :

장개척과 매출이 향상될 것으로 기대됨

나 고성능 반복 수압시험기. :

충진압을 최고 에서 까지 시험 가능하도록 개발하므로써 종래의4500psi 8000 psi

시험압력을 증가시키고 개당 시험시간을 분에서 분으로 단축하므로써 고압용기의5 1

개발과 생산에 활용도 크게 기대됨

- 56 -

제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획5555

추가지원의 필요성 타연구에의 응용 기업화 추진방안을 기술( , , )

사업별 특성에 따라 목차는 변경가능함※

추가지원의 필요성 타 연구에의 응용추가지원의 필요성 타 연구에의 응용추가지원의 필요성 타 연구에의 응용추가지원의 필요성 타 연구에의 응용1.1.1.1.

이중 벨로우즈 방식의 다양한 축압기의 개발이 필요되면 현재 개발된 경량화 설계

기술과 시험장치의 활용이 가능하다.

기업화 추진방안기업화 추진방안기업화 추진방안기업화 추진방안2.2.2.2.

년까지 양산화 준비과정을 거쳐 년부터 개발된 제품의 양산화를 추진할2008 2009

계획이며 년간 개 생산과 억원의 매출을 목표로 하고 있다100 8 .

- 57 -

제 장 참고문헌제 장 참고문헌제 장 참고문헌제 장 참고문헌6666

규격1. SAE APR4378 Accumulator

금속재료 인장시험편 규격2. KS B 0801

금속재료 인장시험 방법3. KS B 0802

- 58 -

고압 축압기 전산설계 및 성능시험기 설계 기술지원 · ks b 0801...

Documents

Transcript of 고압 축압기 전산설계 및 성능시험기 설계 기술지원 · ks b 0801...