박벽압력용기 보고서 (압력용기의 최대전단응력,정의,문제해석)

목차

1. 서론
1.1 압력용기의 예시
1.2 정의

2. 관련된 이론
2.1 축구공(구형) 에서의 법선응력 유도
2.2 외부면에서의 응력
2.3 축구공과 관련된 문제 해석

3. 축구공 만드는 과정
3.1 준비물
3.2 만드는 과정 및 방법
3.3 결과 및 고찰

본문내용

1. 서론

1.1 압력용기
압력용기는 비교적 높은 압력에서 저장되는 액체나 가스 등의 유체를 수용하기 위해 사용된다.
압력용기는 화학공장, 항공기, 발전소 , 잠수정 및 여러 제조과정과 같은 곳에서 찾아볼 수 있다.
보일러가 가장 대표적이며 급수탑, 팽창 가능한 보트 증류탑, 팽창탱크, 압력관 등이 압력용기의 예로 들 수 있다. 압력용기는 그 사용 목적에 따라 그 종류가 다양하여 여러 환경에서 필요로 한다.

1.2 정의

박벽 - 압력용기는 일반적으로 벽 두께에 대한 내부 반지름의 비가 충분히 커서 반지름방향 법선응력이 용기 벽면을 따라서 기본적으로 균일하게 분포할 때 박벽이라 한다.
실제의 법선응력은 내부표면에서의 최댓값으로부터 용기벽에서의 최솟값까지 변화한다.
그러나 벽 두께에 대한 내부 반지름의 비가 10보다 크면 최대법선응력은 평균법선응력보다 단지5% 더 큰것에 지나지 않는다.
그러므로 만약 벽 두께에 대한 내부 반지름의 비가 10보다 크다면 (>10)
용기는 박벽으로 분류된다.

박벽압력용기는 쉘(shell)구조로 분류되는데 쉘구조는 구조물 자체의 모양으로부터 강도를 상당히 얻는다.
이 구조는 쉘 면에서 면내 방향으로 두 개 혹은 그 이상의 방향에서 발생되는 응력을 통해서 하중 또는 압력을 견디는 곡면의 구조로 정의될 수 있다.

2. 관련된 이론

2.1 축구공(구형) 에서의 법선응력


[Fig2.1]와 같이 내경, 벽두께 인 구형 압력 용기가 내부압력 p를 받는 경우 구형 용기는 대칭성 때문에 구의 바깥 표면에 작용하는 응력은 다음과 같다.
또한 FBD에서 수평방향의 힘의 평형을 취하면 다음을 얻는다.
따라서 구형 압력용기는 원통형 압력용기보다 2배의 큰 힘을 견딜 수 있으므로, 고압형 가스 저장고, LNG수송선에는 구형의 용기가 널리 사용되고 있다.

<중략>

만일 용기의 두께가 작을 경우에는 식(3)의 괄호속의 값에서 1은 무시할 수 있다. 따라서 최대전단응력은 /2이다.
원통형용기의 경우에는 원주응력과 길이응력이 다르므로 용기의 두께에서 최대전단응력은 45°회전하였을 때 얻을 수 있다.

참고 자료

없음