[질문] CAE를 통한 구조물의 안정성 검토시에 눈여겨 봐야 할 factor는 무엇일까요?
- 글쓴이
- 남자78
- 등록일
- 2014-01-09 02:10
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(크레인 붐대가 중량물을 들어올리는 것과 같은...)
CAE 프로그램에서 재료의 물성치와 구속조건과 시간에 따른 하중조건등을 지정해서 해석을 마쳤습니다.
이때 관심을 갖는 것은 재료의 파단의 가능성이 얼마나 될 것인가 입니다.
Von mises 응력과, 주응력, 스트레인, 변위 등등 다양한 정보가 도출되었는데
실제로 결과를 해석하는 것이 더 중요하고 어려운 것 같습니다.
간단하게는 취약 구간의 Von mises응력이 인장 강도의 몇 %에 해당되는지 정도로
추정을 하고 있습니다만 복합적으로 고려해야 할 부분들이 무엇인지가 궁금합니다.
해석툴에 대한 operation 메뉴얼은 많은데 결과물의 해석에 대해서 거론된 책은 쉽게
눈에 보이지가 않네요.
경험 있는 분들의 조언을 부탁드립니다.
감사합니다.
다른 사람들 의견
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재료
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상황과 재료에 따라 다 다릅니다.
예를 들어 기계부품중 정기적으로 교체 혹은 정비할 수 있는 경우라면 좀 더 재료 한계에 가까운 설계가 가능할 것이고 토목구조물 중에서도 유지보수가 어려운 부재의 경우는 아주 높은 수준의 안전계수가 요구될 것이고 그렇지요.
재료에 따라서는 일반적으로 금속 재료의 경우 다른 재료와 비교하여 material reliability, 혹은 reproducibility of property 가 높으므로 (예를 들자면, 세라믹 재료와 비교하여) 비교적 낮은 안전계수를 사용해도 괜찮고 등등... 대략 이렇게 됩니다.
그런데 구조물의 안정성을 검토하는데 재료의 파단까지를 고려하는 경우면, 취성파괴되는 재료를 염두에 두고 있나보죠? -
이상윤
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정적 하중만 작용하는 구조물이라면 응력집중부위에 보강을 한다거나 설계변경을 통해 하중을 분산시켜 안전계수를 최하 3에서 최대 5정도로 보고 설계 수정을 하면 됩니다. 하중에 의해 파괴되는 재료 혹은 부품이 구조물 전체 거동에 미치는 영향은 미비하고 단순 고장만 일으킨다고 판단되면 안전계수는 훨씬 낮아집니다. 어디까지나 엔지니어의 판단입니다. 탄성재료인 경우 본-미제스 응력값을 가지고 판단을 하는게 일반적입니다만.. 비탄성재질이나 취성재료라면 생각해야할게 더 많습니다.
또, 동적하중이 주기적으로 가해지는 경우라면 기본적으로 진동해석을 통해 고유진동수를 피해 설계해야하고 피로파괴도 고려해야 합니다. 동적하중에 노출되는 구조물은 감쇠비에 따라 안전계수를 10까지도 고려하는 경우가 있습니다. 물론 구조물의 형태나 재질, 하중의 크기등을 전혀 모르는 상태에서 일반적으로 답변드린것입니다.
