기하학적으로 급격히 변화되는 부분의 응력집중은 봉에 작용하는 평균응력 보다 큰 응력이 작용하여, 봉의 파손을 발생시키는 원인 중 하나이다. 동력을 전달하는 연결봉에서의 응력집중을 줄이기 위해 연결부에 각도가 발생하지 않게 고정 해야 한다. 큰 회전력을 전달하는 봉에서 부품을 분해, 조립 등을 쉽게 할 목적으로 단순화한 단과 구멍이 있는 봉을 사용한다. 구멍과 단이 있는 봉이 비틀림 하중을 받았을 경우, 응력집중 변화에 대해 구멍의 위치에 따른 관계를 규명하였다. 본 논문에서는 범용 유한요소 소프트웨어인 ANSYS Workbench를 통해 구멍의 위치가 다른 봉의 응력을 해석하였다. 단이 있는 단면을 기준면으로 설정하고, 기준면에서 구멍 중심까지의 거리를 로 한다. 기준면에서 지름이 작은 봉으로 향하는 방향은 (+)방향, 지름이 큰 봉으로 향하는 방향은 (-)방향으로 정의하였다. 그리고 봉의 양 끝에 회전 방향이 반대인 토크 를 작용시킨다. 봉의 지름 변화와 구멍의 위치 변화에 따른 최대 ...
기하학적으로 급격히 변화되는 부분의 응력집중은 봉에 작용하는 평균응력 보다 큰 응력이 작용하여, 봉의 파손을 발생시키는 원인 중 하나이다. 동력을 전달하는 연결봉에서의 응력집중을 줄이기 위해 연결부에 각도가 발생하지 않게 고정 해야 한다. 큰 회전력을 전달하는 봉에서 부품을 분해, 조립 등을 쉽게 할 목적으로 단순화한 단과 구멍이 있는 봉을 사용한다. 구멍과 단이 있는 봉이 비틀림 하중을 받았을 경우, 응력집중 변화에 대해 구멍의 위치에 따른 관계를 규명하였다. 본 논문에서는 범용 유한요소 소프트웨어인 ANSYS Workbench를 통해 구멍의 위치가 다른 봉의 응력을 해석하였다. 단이 있는 단면을 기준면으로 설정하고, 기준면에서 구멍 중심까지의 거리를 로 한다. 기준면에서 지름이 작은 봉으로 향하는 방향은 (+)방향, 지름이 큰 봉으로 향하는 방향은 (-)방향으로 정의하였다. 그리고 봉의 양 끝에 회전 방향이 반대인 토크 를 작용시킨다. 봉의 지름 변화와 구멍의 위치 변화에 따른 최대 등가응력을 해석한다. 해석된 결과, 필렛과 구멍이 서로 가까울수록 응력이 증가되는 것으로 나타났다. 하지만, 구멍이 필렛으로부터 특정거리( : 0 mm ~ 10mm) 이내에서는 구멍과 필렛에서 발생한 최대 등가응력이 급격하게 증가 및 감소하는 변화를 보였다. 본 논문의 해석 결과가 부품을 연결하는 목적으로 단이 있는 봉의 구멍 위치 선정할 때, 사용 될 수 있다. 단과 구멍이 같이 있는 봉의 응력집중 이론은 정의되어있지 않으므로, 최대 등가응력 급격한 변화에 대해서 알려면 더 많은 연구가 필요하다.
기하학적으로 급격히 변화되는 부분의 응력집중은 봉에 작용하는 평균응력 보다 큰 응력이 작용하여, 봉의 파손을 발생시키는 원인 중 하나이다. 동력을 전달하는 연결봉에서의 응력집중을 줄이기 위해 연결부에 각도가 발생하지 않게 고정 해야 한다. 큰 회전력을 전달하는 봉에서 부품을 분해, 조립 등을 쉽게 할 목적으로 단순화한 단과 구멍이 있는 봉을 사용한다. 구멍과 단이 있는 봉이 비틀림 하중을 받았을 경우, 응력집중 변화에 대해 구멍의 위치에 따른 관계를 규명하였다. 본 논문에서는 범용 유한요소 소프트웨어인 ANSYS Workbench를 통해 구멍의 위치가 다른 봉의 응력을 해석하였다. 단이 있는 단면을 기준면으로 설정하고, 기준면에서 구멍 중심까지의 거리를 로 한다. 기준면에서 지름이 작은 봉으로 향하는 방향은 (+)방향, 지름이 큰 봉으로 향하는 방향은 (-)방향으로 정의하였다. 그리고 봉의 양 끝에 회전 방향이 반대인 토크 를 작용시킨다. 봉의 지름 변화와 구멍의 위치 변화에 따른 최대 등가응력을 해석한다. 해석된 결과, 필렛과 구멍이 서로 가까울수록 응력이 증가되는 것으로 나타났다. 하지만, 구멍이 필렛으로부터 특정거리( : 0 mm ~ 10mm) 이내에서는 구멍과 필렛에서 발생한 최대 등가응력이 급격하게 증가 및 감소하는 변화를 보였다. 본 논문의 해석 결과가 부품을 연결하는 목적으로 단이 있는 봉의 구멍 위치 선정할 때, 사용 될 수 있다. 단과 구멍이 같이 있는 봉의 응력집중 이론은 정의되어있지 않으므로, 최대 등가응력 급격한 변화에 대해서 알려면 더 많은 연구가 필요하다.
Stress concentration is one of the causes of the damage due to the large stress than the mean stress acting on the bar. To reduce the stress concentration of a connecting bar that transmit power, the connection should be secured in such a way that no angles occur. Use bars with simple steps and hole...
Stress concentration is one of the causes of the damage due to the large stress than the mean stress acting on the bar. To reduce the stress concentration of a connecting bar that transmit power, the connection should be secured in such a way that no angles occur. Use bars with simple steps and holes to facilitate disassembly of parts from bars that transmit large rotational forces. This paper presents the results for stress of a stepped bar with a hole under torsional loading. The analysis for stress concentration and shearing stress was done by ANSYS Workbench which is a commercial finite element analysis software. The section with the edge is set as the reference surface, and the distance from the reference surface to the center of the hole is taken as the distance. The direction from the reference plane to the small diameter rod was defined as the (+) direction and the direction toward the large diameter rod was defined as the (-) direction. And the opposite direction of rotation is applied to both ends of a bar. The maximum equivalent stress due to the change in diameter of a bar and the position of the hole is analyzed. The analysis results on fillet and hole are increased as the distance between them are become close. But, the distribution of the maximum equivalent stress developed in the fillet and hole in the inside range of the specific distance L (0 mm ~ 10 mm) was rapidly increasing and decreasing the change in the models used in the analysis. The analysis results of this paper can used when selecting a hole location in a stepped bar under torsional loading with the purpose of connecting the parts.
Stress concentration is one of the causes of the damage due to the large stress than the mean stress acting on the bar. To reduce the stress concentration of a connecting bar that transmit power, the connection should be secured in such a way that no angles occur. Use bars with simple steps and holes to facilitate disassembly of parts from bars that transmit large rotational forces. This paper presents the results for stress of a stepped bar with a hole under torsional loading. The analysis for stress concentration and shearing stress was done by ANSYS Workbench which is a commercial finite element analysis software. The section with the edge is set as the reference surface, and the distance from the reference surface to the center of the hole is taken as the distance. The direction from the reference plane to the small diameter rod was defined as the (+) direction and the direction toward the large diameter rod was defined as the (-) direction. And the opposite direction of rotation is applied to both ends of a bar. The maximum equivalent stress due to the change in diameter of a bar and the position of the hole is analyzed. The analysis results on fillet and hole are increased as the distance between them are become close. But, the distribution of the maximum equivalent stress developed in the fillet and hole in the inside range of the specific distance L (0 mm ~ 10 mm) was rapidly increasing and decreasing the change in the models used in the analysis. The analysis results of this paper can used when selecting a hole location in a stepped bar under torsional loading with the purpose of connecting the parts.
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