계기용 변압기 하우징 제작을 위한 압입공정 해석 연구

초록

본 연구에서는 철도 차량의 전압 계측용으로 사용되는 계기용 변압기 제작을 위한 국산화 기술 개발을 목표로 하여 그 일부로 변압기의 하우징 제작을 위한 압입 공정 기술 특성의 해석적 접근에 관하여 연구하였다. 개발 대상인 변압기의 하우징은 주요 소재로 FRP로 제작된 하우징 실린더와 알루미늄으로 제작되는 하우징 플레이트의 상호 체결로 구성된다. 두 구성 부품간 체결을 위해 상온 압입 공정을 활용하여 알루미늄 플레이트 내부로 FRP로 제작된 하우징을 압입하는 공정을 고려하였다. 그리고 수치해석을 통해 압입 공정에 필요한 압입력의 크기와 그로 인해 두 구성 부품 내부에 생성되는 응력 분포를 분석하였다. 압입력 계산은 알루미늄 플레이트 내경의 초과 공차 범위를 0.1mm에서 0.5mm 까지 범위를 다양화하여 필요 압입력 변화를 확인하였다. 초과 공차가 증가할수록 압입력은 증가하였으며, 약 7mm의 압입량을 기준으로 압입력의 증가량 특성이 변화하였다. 또한 최대 초과 공차의 경우에 내부 응력 분포를 확인하여, 압입 공정에 의한 구성품들의 응력이 구조 변형에 영향을 미치지 않음을 확인하였다.

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