정적 해석 및 동적 해석

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정적 해석 밎 동적 해석 그림 포함 설명..

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정적 해석 및 동적 해석
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정적 해석 및 동적 해석
• 어떤 구조물의 파손에 대한 원인 분석은 크게 두가지 해석인 정적 해석(Static Analysis)과 동적해석(Dynamic Analysis)에 의해 이루어진다. 먼저 정적 해석(Static Analysis)인 경우 구조물에 부여된 하중에 의한 응력 집중으로 재질이 항복으로 일으키며 결국 파손에 이르는 경우가 발생한다. 이 때 구조물이 파손하는 주된 요인은 구조물의 재료 역학적 특성과 부여된 하중의 크기가 된다. 구조물의 재료 역학적 특성이란 구조물의 재질과 형상에 따라 구조 특성이 달라지는데, 동일한 하중을 부여하였을 때 그 구조물의 재질에 따라 파손 여부가 결정될 수 있다. 또한 동일한 하중과 동일한 재질이라 할 지라도 구조물의 형상에 따라 파손 여부가 결정되는 것이다. 대부분의 정적 해석의 목적은 응력 집중이 되는 것을 방지함으로 파손이 일어나지 않도록 하는 것이다. 또한 균일한 응력 분포를 갖도록 불필요한 부분은 없애고 필요한 부분은 더욱 보강하는 최적설계를 유도하는 것에 그 목적이 있다. 다음은 Camshaft에 대한 정적 해석의 한 예이다.

위의 그림은 캠축이고 역할은 엔진의 흡기 또는 배기 밸브를 적절한 시기에 열고 닫을 수 있도록 하는 엔진 부품이다. 캠축(Camshaft)이 주로 받는 하중은 비틀림 하중이며 그에 대한 정적 해석 결과를 보여주고 있다. 여기서 파손이 일어날 소지가 있는 부분(응력 집중 부위)는 빨간색으로 처리되어있다. 현재 이와 같이 정적 해석 문제를 해결하기 위해서는 구조 형상 변경이 가장 좋은 해결책이 될 수 있으나 몇가지 설계 관점에서 볼 때 형상 변경이 어려울 수 있다. 그러므로 다른 해결책으로 재질 변경을 통해 응력을 저감시킬 수 있게 된다. 또한 응력 집중부의 응력 저감을 위해 사용할 수 있는 방안은 표면 열처리 및 Rolling 및 Fillet등을 적용할 수 있게 된다. 이와같이 정적 해석을 통해 우리는 구조물의 취약부에 대해 상세히 알 수 있으며 그에 대한 보강 방안을 생각할 수 있으며 또한 정적 해석을 통해 보강 효과를 직접적으로 파악할 수 있는 것이다.

참고 자료

없음