[CAE] 유한요소해석 결과의 분석

결과 분석의 첫 번째 단계는 연구를 시작할 때 설정한 목적을 검토하는 것이다. 이것은 어디를 찾아야 하고 무엇을 찾아야 하는 알려줘야 한다. 대부분 당신은 파손의 증거나 파손 가능성이 작다는 증거를 찾고 있을 것이다. 이것을 염두에 두고 구체적인 고장 예측 변수를 논의하기 전에 공학 설계에서 파손 특성에 관한 몇 가지 용어의 이해가 필요하다.

 

아래에 제시된 내용은 일반적인 기계적 고장 유형을 요약한 것이다.

 

● 파괴(fracture): 파괴는 새로운 균열이 나타나거나 기존 균열이 성장할 때 발생한다. 취성 파괴는 소성 변형이 거의 없거나 전혀 없을 때 나타나는 현상이다.

파괴현상

 

● 항복(Yielding): 항복 강도를 초과하는 응력을 받는 물체는 항복이 부품의 완전성이나 기능을 손상했을 때만 물체가 파손했다고 말할 수 있다. 응력집중에 가까운 항복은 단순히 응력을 재분배하는 국부적인 변형일 뿐이며, 항복이 중단되면 파손으로 간주하지 않는다.

 

● 강성 부족(insufficient stiffness): 부품은 공차를 유지하고 하중을 지지할 수 있을 만큼 강성이 충분해야 한다. 움직이는 부품이 너무 유연하면 바람직하지 않은 공진 주파수(resonant frequency)를 가질 수 있다.

 

● 좌굴(buckling): 물체에 하중이 작용할 때, 안정성이나 강성을 갑자기 상실하는 것으로 좌굴은 응력 수준이 높지 않아도 발생할 수 있다.

 

● 피로(fatigue): 부품에 작용하는 하중이 계속 변하면 시간이 흐르면 강도가 떨어지고 특정 횟수의 반복 하중 주기 이후에 고장이 날 수 있다.

 

● 크리프(creep): 하중을 받는 물체는 시간이 지나면서 점점 변형된다. 겉보기 계수(apparent modulus)는 다양한 재료의 경험적 크리프 데이터로 만들어지고, 이것은 크리프 영향을 바로잡기 위해 사용할 수 있다.

 

대부분의 공학 문제는 제품의 작동 조건에서 이런 고장 모드 중 두 개 이상이 동시에 발생할 수 있다. 모든 잠재적인 고장 발생에 대한 데이터를 검토하는 것이 중요하다.