Abstract
This study presents sealing behavior and endurance safety of V-grooved o-rings as functions of a strain, compression stress, and contact normal stress using a FEM technique. The FEM results on the sealing behavior and endurance safety show that the maximum strain, maximum compression stress, and maximum contact normal stress of V-grooved o-rings are approximately 1.2 times higher than those of conventional solid o-rings. This is why that an o-ring has a V-groove in the center between two overlapped circles, which is very effective in sealing for ball valves, pressure vessels, and gas equipment. And the extrusion failure in V-grooved o-rings does not take place under an increased gas pressure due to a V-groove. This may extend sealing life compared with that of a conventional solid o-ring.
본 연구에서는 유한요소해석법을 사용하여 V홈 오링의 밀봉거동과 내구 안전성에 관련된 변형률, 응력, 접촉법선응력 해석결과를 제시하고 있다. 밀봉거동과 내구 안전성에 관한 FEM 해석결과에 의하면, V홈 형상을 갖는 오링에 작용하는 최대변형률, 최대압축응력, 최대접촉법선응력은 기존의 오링에 비해 약 1.2배나 더 높게 나타났다. 이것은 오링이 두 개의 원형을 겹치도록 형성된 중간부에 V홈을 넣었기 때문에 가능한 것으로 판단되고, V홈 오링은 볼밸브, 압력용기, 가스기기의 밀봉을 하는데 매우 유용한 것으로 알려져 있다. 그리고, V홈 오링에서 가스압력을 높여도 압출에 의한 파손현상이 발생되지 않았는데, 이것은 V홈이 형성되어 있기 때문이다. 따라서, V홈 오링은 기존 오링에 비해 밀봉수명을 연장시킬 수 있다.