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Optimal design of 700bar Type3 hydrogen pressure vessel for
FCV using Finite element analysis
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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 사 용하기 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.
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연구 내용
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