시스템설계공학

소개

시험 문제를 정리 한 것임.

목차

1. 시스템의 규모와 크기의 관계에서 대형화 장점과 그 한계를 설계 측면에서 정리하시오.
2. 시스템에 있어서 경제선을 평가할 때 코스트(Cost) 구성과 견적이 중요하다. 그 방법에 대해 설명하시오.
3. 기계 시스템에서 신뢰성 특징과 문제점에 대해 설명하시오.
4. 시스템에 있어서 신뢰성 설계의 정의와 일반적인 문제점에 대해 설명하시오.

본문내용

1. 시스템의 규모와 크기의 관계에서 대형화 장점과 그 한계를
설계 측면에서 정리하시오.

● 대형화의 장점
일반적으로 대형화가 유리한 이유는 말할 필요도 없이 스케일 장점(Scale Merit)의 존재이며, 이것은 규모의 경제로도 잘 알려져 있다. 대형화의 원리는 다음과 같다.

1) 2승, 3승의 법칙 - 고정비에 대하여
이것의 기본은 소위 “2승, 3승의 법칙”의 존재미여, 규모의 대형화 비율에 대하여 코스트는 규모와 같은 비율로 증가하지 않는다는 특성이다.
2) 2승, 3승의 법칙-변동비에 대하여
이와 같은 관계는 이상과 같은 장치의 고정비에 대해서 성립하는 것 외에, 동력비 등의 변동비에 대해서도 성립되는 일이 많다. 예로서 선박의 연료소비 량을 보면, 선박의 단위 화물수송량(톤, 킬로)당의 연료소비량 e는 다음의 식과 같이 된다.

● 대형화의 한계
1) 기술상의 한계
① 강도상의 한계
2승, 3승 법칙은 어느 한계까지는 코스트 등의 면에서 유리하지만 기계나 장치 등의 응력레벨은 대형화와 함께 상승하는 것이 보통이다. 기계에 작 용하는 하중이 중량에 비례한다고 하면, 하중∝중량∝(길이³)의 관계로부 터 응력∝하중/단면적, 즉, 응력∝중량/단면적이 된다. 따라서,
응력∝[길이³/길이²]∝[길이]
가 되며, 대형화와 함께 응력레벨이 상승한다는 사실을 알수있다. 2승, 3승 의 법칙에 의해 대형화가 유리한 것은 저압용 얇은 용기 등과 같이, 크기 가 증가해도 판재의 두께가 일정하다고 간주하는 범위에 한정된다.
시스템이 대형화하여 어느 한계를 초과하면 2승, 3승의 법칙은 역할을 못 하고, 응력레벨의 증가 방향으로 작용하게 된다. 이것을 방지하기 위해서는 당연히 판재두께의 증가가 필요해지고, 코스트가 상승하여 곧 한계에 도달 한다. 이것이 강도상으로부터 오는 한계이나 구체적인 한계가 어떤지는 각 각의 시스템마다 다르다.

참고자료

· 없음