Gi-Tae Park

압력발생기에서 압력을 생성시키는 얇은 두께의 스테인리스강 피스톤 벨로우즈의 피로 특성을 평가하기 위하여, 본 연구에서는 벨로우즈의 실제 거동(각운동 하중하의 인장 및 압축)을 모사한 피로시험기를 자체 설계 및 제작하여 피로시험을 수행하였다. 피로시험기는 모터와 크랭크를 사용하여 모터의 회전운동을 각운동으로 변환되도록 하고, 변위별 반복수를 측정할 수 있도록 각운동 변위-제어방식으로 구성하였다. 피로시험은 5가지의 변위 레벨에서 각각 2개의 샘플에 대하여 수행하였다. 본 시험을 통하여 피스톤 벨로우즈의 피로 수명과 파괴 양상을 평가하였으며, 균열의 발생은 벽면에 부착된 쪽의 첫 번째 골에서 발생하는 것을 알 수 있었다.

스털링 극저온 냉동기의 압력발생기에 적용되는 SUS304 시트로 하이드로포밍 공법으로 제작된 Ω-형상의 커넥팅 벨로우즈의 피로수명을 평가하기 위하여, 변위-제어 방식의 피로시험기를 설계·제작하여 피로실험을 수행하였다. 그 결과, 변위가 증가할수록 파괴까지의 반복수는 감소하였으며, 변위가 1 mm 이하일 때는 1억 사이클 이상이 되어 무한수명이 되는 것을 확인하였다. 또한 응력해석을 통해 시험과 비교한 결과, 실험에서는 균열의 75%가 1번째 산에서 발생하였으나, 해석에서는 1번째 골에서 최대응력이 발생하는 결과가 나타났다. 마지막으로, 벨로우즈의 실제 벽두께는 골에서보다 산에서의 두께가 감소하였음을 알았다.