유한요소법을 이용한 압력용기 노즐 국부응력 해석연구

Abstract

현재 산업 설비 중에서 압력 용기는 중요한 장치로서 용기 내부의 고온 고압의 유체로 인한 노즐 부위 응력은 정확하게 평가하는 것이 설계상 매우 중요하다. 쉘 노즐 부위에 하중이 작용할 경우 국부응력해석 방법으로 범용 프로그램인 CAESAR II에서는 WRC 107을 사용하여 노즐 부위를 평가하고 미국기계학회 규격집에서 요구하는 각종 제한 사항을 지키고 있다. 본 논문에서는 유한요소법으로 압력 용기의 노즐 부위를 해석하여 규격집별로 이의 평가 규정을 확인하고 검토하고자 한다. 산업체에서 WRC 107을 근거로 만든 평가표로 CEASAR II를 이용하여 응력을 계산하고 유한요소해석을 이용한 ANSYS 프로그램으로 일차 및 이차 하중에 대한 응력을 계산하여 이들 결과를 비교 검토하였다. 결론적으로 WRC 107을 이용한 해석 방법이 유한요소해석보다 14인치 이하에서는 작게, 이상에서는 크게 설계됨을 알 수 있었으며 공장 설비의 특성에 따라 가장 적절한 평가 방법을 수립하여야 함을 알았다.; At the present, pressure vessel takes very important part of the industrial tools and this method calls local stress analysis provide from WRC 107, high temperature and high pressure’s material to uses for check inside internal stress’s alterations, valuated for nozzle part with CAESAR II and this method following ASME code limit requirement and also check with provisions from standard books. This data knowing from CAESAR II to use calculated for make valuation data based on WRC 107 to set up the proof load and to use with FEM analysis for ANSYS program to see first & second proof load alteration, also knowing that machine’s go to larger than others with use WRC 107 then it is more safe to drawing and should be apply right method to use for different machines in factory.