구조해석: 챔버에 대한 열피로해석 3편, 피로해석

CAE 피로해석

 

---

 

구조해석: 챔버에 대한 열피로해석 3편, 피로해석

 

피로해석 / FEM / S-N curve

안녕하세요, 엔글링크입니다.

 

엔글링크는 CAE 기반 아웃소싱 플랫폼으로 제품 설계 및 3D 모델링뿐만 아니라 구조해석, 열해석, 피로해석, 유동해석(CFD), 유한요소해석(FEA) 등의

시뮬레이션 서비스 및 구조해석을 통한 구조검토, 구조계산서 작성, 구조안전진단 서비스를 제공하고 있습니다.

  

피로해석, 열해석, 구조해석이 필요하시면 아래를 참고해주세요. 

 

 

 

 

 

 

 

---

 

 

챔버의 열응력에 대한 챔버의 수명을 평가하기 위하여 수행된 피로해석입니다.

피로해석을 수행하기 위해 다음과 같은 순서로 해석을 진행했습니다.

 

1. 온도특성에 따른 열전달 과도해석(The transient heat transfer analysis)

2. 온도특성에 따른 열응력 과도해석(The transient thermal stress analysis)

3. S-N curve 법을 이용한 피로해석(The fatigue analysis)

 

지난 시간에는 온도특성에 따른 열응력 과도해석(The transient thermal stress analysis)을 설명드렸습니다.

오늘은 열피로해석의 마지막 단계로 피로해석을 보여드리고자 합니다.

 

챔버의 재질은 ASME code A276-316과 같은 SUS316입니다.

해석에 적용된 물성치는 ASME code를 따릅니다. 밀도는 8030 kg/m3,  포아송비 0.31, 인장강도는 515 MPa입니다.

반복적으로 가해지는 하중때문에 발생하는 재료 파괴를 피로파괴라고 합니다.

S-N 커브는 X축은 응력의 반복횟수, Y축은 응력범위로 설명할 수 있습니다.

 

 

 

 

인장강도는 재료가 견딜 수 있는 최대응력으로 측정됩니다.

응력은 유한요소법으로 계산되며 1번 피로가 발생할 때 1cycle로 정의합니다.

피로해석에 필요한 cycle의 수를 계산하기 위하여 S-N curve를 이용하는데 S-N curve는 아래 순서에 따라 계산합니다.

 

1. 1cycle은 인장 강도(515 Mpa)로 설정합니다.

2. 10cycle은 0.9×인장강도로 설정합니다.

3. 내구한도는 1,000,000이며, 0.5×인장강도를 설정합니다.

 

S-N curve에 따라 계산된 응력 cycle은 총 10,000입니다.

이를 바탕으로 피로해석을 수행한 결과 모든 노드에서 무한수명을 나타냅니다.

왜냐하면 챔버의 두께가 매우 얇기 때문입니다. 

얇은 벽 두께로 인해 챔버 온도가 균일하고 열응력도 매우 낮은 수준으로 발생합니다.

최대응력이 내구한도의 1% 수준으로 발생하여

챔버의 수명이 10년 동안 열응력에서 충분히 견딜 수 있다고 결론내릴 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

엔글링크는 CAE기반 제조플랫폼으로 피로해석, 열해석, 응력해석, 구조해석, 유동해석(CFD) 등의 설계검증 서비스를 제공하고 있습니다.

제품 설계 및 설계검증, 금형제작을 위해 외주 업체를 찾고 계신다면 망설이지 마시고 엔글링크에 문의하세요!

 

엔글링크에서는 해석 전문 엔지니어와  네트워크를 형성하여  합리적인 견적으로 빠른 납기를 실현합니다. 

 

 

엔글링크를 통해 피로해석 프로젝트를 진행하세요. 

 

 

↑

 

피로해석의 온라인 견적을 받아보시길 원하시면 위의 버튼을 클릭해 주세요.