Abstract
To optimize the design of fuel cylinder for LNG vehicles, we introduced the design parameters of the inner and the outer tank of the vessel support structure by analyzing the structural characteristics of conventional design. We selected the inner and outer diameter of the hollow support bars and a dimension of the inner structure of the vessel among the design parameters for design optimization. In this study the temperature distribution and thermal stress of the support structure were evaluated by using the utility program as MSC/MARC. The evaluation criteria are first mode natural frequency, total transferred energy through support structure and thermal stress. The developed design satisfied the design criteria and it was made of prototype. The prototype was verified through three-dimensional vibration testing and thermal performance test.
차량용 LNG 연료 용기의 내진동 단열 지지구조 최적화 설계 개발을 위하여 종래의 해외특허구조 설계를 기본으로 한 특성요인도 분석으로 용기의 내조 및 외조 지지부 구조설계의 주요 설계 인자를 도출하였다. 도출된 설계인자 중에서 우선적으로 지지 봉재의 직경과 단열 격판 연결부 곡률을 대상으로 하여 최적화를 수행하였다. 차량용 LNG 연료 용기 설계안에 대한 평가를 위해 설계안을 MSC/MARC 상용유한 요소해석 패키지를 활용하여 유한요소 모델링하여 진동모드해석과 열전달 및 열응력해석을 수행하였다. 최적화 설계 결과를 통하여 도출된 설계안은 고유진동해석을 통한 1차 모드 고유진동수(1st Mode Natural Frequency), 열전달해석을 통한 초저온 용기 내조 외조간 지지부를 통한 총전열량 및 열응력해석을 통한 최대 Von-Mises 응력이 모두 설계 목표치를 만족하였으며, 개발된 설계안에 따라 차량용 LNG 연료 용기의 제작하여 3차원 진동 시험과 단열성능 시험을 통해 설계를 검증하였다.