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응력 분배 리모델링 기법

전문가 제언: ○ 고속으로 회전 또는 왕복하는 기관이나 부품에 대해서는 하중의 변동에 의한 외력이 장시간에 걸쳐서 반복 작용하고 많은 경우 진동을 수반하게 되어 실제의 파단도 인장강도보다도 훨씬 작은 항복점 이하의 응력에서 발생한다.

○ 정적시험의 강도보다도 훨씬 작은 응력을 반복해서 작용시켰을 때 물체 전체 또는 국부적으로 변형이 생기고 점차적으로 발전해 나가는 현상을 피로라고 한다. 그리고 어느 한도까지 피로가 계속되면 파단이 발생하며, 이것을 피로파괴라 한다.

○ 피로와 파괴분석을 위하여 노치의 응력 분배는 큰 관심의 대상이다. 재료 단면의 크기나 형상이 급격하게 변하는 곳을 노치라 한다. 노치의 저부에는 평균응력보다 높은 응력이 발생한다. 이러한 현상을 응력집중 이라 하고, 노치에 의한 응력집중을 노치효과라 한다.

○ 정적하중에 대해서는 연성 파괴를 보이는 재료도 충격적인 하중에 대하여는 가끔 취성파괴를 보이는 일이 있다. 이와 같은 현상은 재료의 일부에 노치가 있을 때에 국부적인 3차원 응력집중에 의해서 일어난다. 이것을 노치 취성(brittleness)라고 하고, 노치의 존재에 의하여 영향을 받는 재료의 성질을 노치 감성(sensitivity)이라 한다.

○ 분석기법과 유한요소법을 같이 사용하여 노치의 탄성 응력분배를 찾는 리모델링 기법은 분석기법과 유한요소기법의 장점을 효율적으로 조합하여 공간 데이터 결과와 복잡한 로딩에 제한받지 않는다. 이 접근법의 정확도는 15% 이내로 매우 우수하며, 향후에는 복잡한 3차원 노치로부터 얻어진 응력 분배에 대해서도 적용이 가능할 것으로 전망된다.

저자: Bellett, D; Taylor, D; Morel, F; AF Bellett, Daniel; Taylor, David; Morel, Franck
자료유형: 학술정보