항공기의 추력으로 구동되는 추진축의 회전운동에서 발생되는 진동은 추진축의 수명에 큰 영향을 끼친다. 그리고 회전중 추진축에서 피로파괴가 발생하게 될 시에, 막대한 인명피해를 야기하게 된다. 비행환경에 따라 다양한 회전에 놓이게 되는 추진축에서 떨림이 발생한다. 따라서 이러한 피로파괴가 우려되는 추진축 부위를 본 논문에서는 해석적 연구를 통해 사전에 파악함으로서, 파손방지를 위한 그 내구성이 향상되고 근간된 안전설계를 토대로 융합기술에 접목하여 그 미적인 감각을 나타낼 수 있다.
본 논문의 목적은 철도교량 단부 전환부 궤도의 구조적 거동특성을 평가하는 것이다. 국내 고속철도 교량상 궤도표준단면을 이용하여 전환부 궤도구조를 설계 및 제작하여 피로시험 전, 후에 대한 전환부 궤도시스템의 중립축 및 동특성(고유진동수 및 감쇠비)의 변화를 비롯하여 피로균열 발생경향을 수치해석 결과와 비교, 검토하였다. 연구결과, 국내 고속철도 궤도설계기준을 준용하여 설계한 전환부 궤도시스템에 대한 동특성을 실험적으로 산정하였으며 국내 철도하중 및 충격효과를 고려한 피로하중에 대한 구조적 건전성을 실험 및 해석적으로 입증하였다.
This study investigated the durability of the under bar of a car through structural and fatigue analysis. Model 1 had the lowest value among three kinds of models. In the case of the maximum equivalent stress and displacement at structural analysis, model 1 showed the highest durability. Also, models 3 and 2 showed structural durability in order of this value. In the case of fatigue analysis, the maximum fatigue lives of the three models were equal to $2{\times}10^7$cycles. However, model 1 showed the highest value among the three models, as the minimum fatigue life of model 1 becames 92.56 cycles. Also models 3 and 2 showed fatigue durability in order of this value. The maximum possibility of fatigue damage for models1,2,and 3 became 30%. If the results of this study are applied to change the design shape of the under bar of cars, the ride comfort for automobile passengers and car durability can be improved.
This study investigates the durability of strut bar at car through structural and fatigue analyses. In this study, there are model 1 and model 2 as the analysis subjects. Model 1 is the existed one and model 2 is the improved one added with the reinforced part. Model 1 has the maximum equivalent stress of 165.11 MPa shown intensively at the welding part between the bracket and the bar. This stress is distributed over at the part of model 2 reinforced with this part. In case of fatigue analysis, there are three kinds of fatigue load as SAE bracket history, SAE transmission and sample history. The maximum fatigue life at SAE bracket history among three kinds of fatigue loads has the least value of $3.3693{\times}10^5$ cycles. The maximum fatigue life of model 2 becomes longer than that of model 1. As model 2 has the fatigue damage less than model 1, model 2 has the safety than model 1. As the fatigue durability about the configuration of strut bar is analyzed, it is thought to apply this study result into the real part effectively.
This study was conducted to develop a domestic product for a flow control valve for a hydrogen refueling station, and a domestic prototype was manufactured and the durability performance evaluation was conducted through comparison with an imported products. The stress generated by the internal pressure was checked and safety was confirmed using a commercial structural analysis program, ABAQUS, in accordance with the withstand pressure test standards. In addition, after identifying the weak areas the fatigue life was predicted through a commercial software, fe-safe. This fatigue analysis showed that the hydrogen gas repeated test criteria were satisfied.
복잡한 기계장치에 대한 내구신뢰성 평가는 단순한 응력해석을 통해 피로수명을 예측하는 것이 일반적인 방법이다. 하지만 기존 방법은 유한요소 해석 시 여러 가지 요인에 의해 일관된 응력해석 결과를 얻기 어려워 해석자에 따라 상이한 수명을 예측하는 단점을 지닌다. 하지만 구조응력을 기반으로 하는 내구신뢰성 평가 기법은 이러한 단점을 보완하여 보다 합리적인 결과를 제공해 준다. 구조응력기법은 유한요소 모델의 요소 수와 요소 형태에 무관하게 일관된 응력결과를 제공하기 때문에 신뢰성이 높은 내구도 평가 결과를 얻을 수 있다. 해석조건 및 환경에 독립적인 결과를 제공해 주는 구조응력은 최근 대형선박 설계 및 각종 기계장치의 피로수명 예측에 종종 활용되고 있어 보다 깊이 있고 체계적인 연구가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 (a) 유한요소모델의 형태에 상관없이 요소에 독립적인 구조응력 산출기법을 제시하고, (b) 이를 이용하여 자동차 클러치 스냅링부의 구조응력 산출하여 피로파괴를 예측하고자 한다.
자전거를 타는 운전자가 자전거를 탑승하게 되면 그 프레임에 실리게 되는 위치에 따라서 운전자의 하중이 다르게 나타난다. 자전거 프레임의 접합 부분에서 가장 많은 하중이 작용하게 되며, 프레임의 중간 부분에서 다른 부분 보다 하중이 적게 작용하게 된다. 그래서 자전거 하중이 많이 작용하지 않는 부분을 두께를 얇게 제작함으로서 프레임의 무게를 줄이고, 하중이 크게 작용하는 부분에는 두껍게 제작하여 하중을 잘 버틸수 있게 한다. CATIA 프로그램을 사용하여 일반 프레임, 더블 버티드, 트리플 버티드의 형상으로 모델링하였고, 구조해석 및 피로해석을 진행하여 탑승자의 하중에 의해 각각의 모델의 내구성을 검토하였다. ANSYS 해석 프로그램을 사용하여 확인하여 본 연구 결과로는 일반 프레임의 변형이 가장 많이 일어났고, 트리플 버티드의 변형이 가장 적었다. 이러한 시뮬레이션 해석 데이터를 사용하여 실제 자전거 프레임을 설계 및 제작 시에 가장 효율적인 방법으로 설계할 것으로 사료된다.
In this study, two models due to the configuration of caliper cylinder among the parts of automotive brake system are studied by structural and fatigue analysis. As the maximum equivalent stress at model 2 becomes 1.5 times lower than model 1, model 2 can endure load higher than model 1. In case of fatigue damage analysis on model 1 and 2, model 1 has the damage area more than model 2. Fatigue damage at model 1 happen more than model 2. These study results can be effectively utilized with the design on caliper cylinder by anticipating prevention against its damage and investigating durability.
This study analyzes about poclain bucket through fatigue durability analysis. Maximum equivalent stress and total deformation are shown at the lower of bucket and edge part respectively. Among the cases of nonuniform fatigue loads, 'SAE bracket history' with the severest change of load becomes most unstable but 'Sample history' becomes most stable. In case of 'Sample history' with the average stress of -10000Pa to 5000MPa and the amplitude stress of 0 to 6000MPa, the possibility of maximum damage becomes 3%. This stress state can be shown with 5 or 6 times more than the damage possibility of 'SAE bracket history' or 'SAE transmission'. The structural result of this study can be effectively utilized with the design of poclain bucket by investigating prevention and durability against fatigue damage.
This study analyzes structural stress and fatigue on control arm of automobile under nonuniform load. Maximum equivalent stress at bolt part is shown with 419.1MPa and the corner is deformed with maximum displacement of 1.1628mm. Among 3 cases of nonuniform fatigue loads applying on control arm, 'SAE bracket history' with the severest change of load becomes most unstable but 'Sample history' becomes most stable. In case of 'Sample history' with the average stress of $-10^5MPa$ to $10^5MPa$ and the amplitude stress of 0 MPa to $10^5MPa$, the possibility of maximum damage becomes 3%. This stress state can be shown with 6 times more than the damage possibility of 'SAE bracket history' or 'SAE transmission'. Safety and durability on automobile can be effectively improved by applying the fatigue analysis result on control arm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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