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Optimal design of 700bar Type3 hydrogen pressure vessel for

       FCV using Finite element analysis  

  • 연구 개요

복합재료는 비강성 및 비강도가 기존 금속재료에 비해 매우 우수한 기계적 성질을 가지고 있기 때문에 자동차, 항공 산업 등 다양한 분야에 널리 사용되고 있다. 또한 경량화가 요구되는 구조물에 적용하면 그 효과가 매우 커져 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 수소연료전지자동차의 수소압력용기에 복합재료를 이용함으로써 고압에 잘 견디고 경량화를 실현시킴으로써 많은 양의 수소를 저장하고 연비가 향상되는 효과를 가져올 수 있다. 하지만 수소는 상대적으로 낮은 에너지밀도로 인해 기존 가솔린 자동차에 준하는 주행거리를 갖기 위해 필요한 700bar수준의 초고압을 사용하기 때문에 높은 내압 강도와 기밀성을 가지는 수소압력용기의 개발이 필요하다.본 연구에서는 다양한 재료실험을 통해 700bar수준의 초고압 복합용기의 핵심 재료인 탄소섬유/에폭시 복합재료의 물성을 측정하여 구조설계에 활용하고, 이방성 복합재료를 이용한 복잡한 압력용기의 해석기법을 개발하고, 자긴압력 (Autofrettage pressure), 와인딩패턴 및 라이너의 형상 등 주요 설계변수의 최적값을 FEA(Finite Element Analysis)를 이용하여 결정하는 것을 목적으로 한다.

  • 연구 내용

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