동력전달장치 축 1차해석(2)-카티아 이용한 1차해석

이전에

동력전달장치 축 1차해석에 대한

포스팅을 이어서 하겠습니다.

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※ 이번 포스팅의 소제목 내부링크

1. CATIA Analysis 수행

2. 결 론

3. (책 소개) CATIA Analysis (링크)

4. 동력전달장치 축 1차해석(1)-재질선택, 이론 계산 (링크)

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1. CATIA Analysis 수행

이론계산 끝났으니,

이제 카티아로 Analysis,

카티아로 해석 돌릴 차례입니다.

(실무적으로는 추천하진 않음.)

 

필렛 유무에 따른 응력집중부의 결과 데이터를

저는 알고 싶습니다.

그래서,

카티아로 해석할 때

축을 2가지 모델링하여 각각 해석을 할 것입니다.

1. 필렛 없는 축

2. 필렛 있는 축

 

해석이라는 것이 가상으로 만들어진 제품을 시험했을 때의

문제가 있는지 여부를 계산하는 것이므로

오차가 있습니다.(카티아에서 Global error)

오차를 5%가 아닌 10%로 잡았습니다.

메쉬 계산을 선형으로 하면 오차가 매우 크게 나와

해석이 제대로 안됩니다.

반대로 비선형으로 하면

정확도는 높지만, 시간이 매우 오래걸립니다.

그래서 비선형으로 하되 10%이내로

하였고,

예상되는 취약부

C,D부분에는 부분적 메쉬설정을 하여

전체 메쉬크기설정(2mm)보다

더 작게 하였습니다.(1mm)

 

오차에 맞추는 것은

메쉬크기를 결정하는 것으로

목표오차를 향해 줄여나갔습니다.

 

그 결과

베어링에 대한 반력은 오차가 적어질 수록

이론값에 가깝게 나왔습니다.

그리고

C지점은 취약부로 판명되지 않았고,

오히려

불연속점 D부분에 큰 응력이 작용하는 것으로 나왔습니다.

 

필렛을 적용하지 않았을 때의

최대 등가응력이 493MPa(Global error 9.2%)로 결과가 나왔으며,

1mm 필렛을 적용했을 때는

최대 등가응력이457MPa(Global error 8.8%)로 결과가 나왔습니다.

약 7.3% 감소하였습니다.

필렛을 적용하면

두 오차의 차이를 고려해도(오차를 고정으로 하기는 쉽지않음)

약 최소 7.0~8.0% 의 응력집중 감소를 보인다고 할 수 있습니다.

 

2. 결  론

 

1. 불연속부에 필렛적용은 응력집중을 감소시켜 줍니다.

2. 이론계산에서는 당연히 오차가 생길 수 밖에 없습니다.

    (축의 불연속적인 단면, 축의 무게 고려안했습니다.)

3. 그럼에도 불구하고 이론계산은 정확도도 높이면서

   효율적이고 빠르게 나가는 방향으로 계산해야 합니다.

4. 카티아로 1차해석은 반드시 필요한 것 같지 않습니다.

 이유 

  가. 오차가 20%나오면 1차해석 자체가 오차가 커서 해석의 자료로써 이용할 수 없습니다.

  나. 그렇다고 10% 이하로 하면 비선형을 반드시 해야하며, 메쉬크기를 많이 줄여야하는데,

  다. 그것은 해석 시간이 너무 오래걸립니다.(컴퓨터 데이터 용량도 크게 잡아먹는다.)

  5. 따라서, 카티아로 단품의 1차해석은 중요부품이나 거동을 개략적으로 필요한 경우에만

      사용하는 것이 좋습니다.

     (전부하면 업무에 비효율적으로 보입니다.)

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P.S (추가하고 싶은 말)

이번 단품,

축에 대해서 카티아로 해석돌린 것에 대해 말씀드리고 싶은게 있습니다.

3. (책 소개) CATIA  Analysis (링크)

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카티아 해석은 그냥 배운 책으로 돌린 것이며,

축 해석돌린 것은 난이도가 아주 쉬운편입니다.

저는 위의 책을 공부한 바탕으로 하였으니,

자세한 것은 위의 링크를 참고하기 바랍니다.

 

 

앞에 이론 값들을 구하는 설계과정은

이전페이지 링크를 바로 아래에 달아놓겠으니,

참고바랍니다.

 

4. 동력전달장치 축 1차해석(1)-재질선택, 이론 계산 (링크)

동력전달장치 축 1차해석(1)-재질선택, 이론 계산

 

 

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앞으로도 엔지니어에게 좋은 지식과 정보를 이해하기 쉽게 글을 포스팅하겠습니다. (By. 요르문간드)