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마그네트론 전용 해석 프로그램의 개발과 해석
Development and Analysis of the Magnetron Analysis Program 원문보기

한국공작기계학회논문집 = Transactions of the Korean society of machine tool engineers, v.18 no.2, 2009년, pp.123 - 129  

이승표 (한양대학교 기계설계학과 대학원) ,  고병갑 (인하공업전문대학 기계과) ,  하성규 (한양대학교 기계정보경영공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Magnetron is a compartment of microwave oven and it generates the microwave. In this paper, the program HUSAP is developed in order to perform the heat transfer, structure, and fatigue analysis of magnetron. By using it we can make the geometry of magnetron and can solve the governing equations whic...

주제어

#마그네트론   #유한요소해석  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 마그네트론의 열 분포 및 변형, 응력, 구조 안전도 그리고 피로 안전도를 수치적으로 계산할 수 있는 마그네트론 전용 해석 프로그램(HUSAP, Hanyang University Structure Analysis Program)을 개발하였다.HUSAIN; 설계 변수들을 파라미터로 정의하여 이들 파라미터를 변경함으로써 손쉽게 설계를 변경하고 이에 대한 해석 결과를 얻을 수 있도록 구성하였다.
  • 마그네트론 양극부 형상과 같이 가로, 세로, 높이의 치수가 서로 비슷한 3차원 형상의 온도장을 해석하기 위한 요소를 개발한다. 유한요소법을 이용한 온도장 해석을 위하여 요소당 8개의 절점과 각 절점에서 1개의 자유도를 가지는 brick 요소를 개발한다.
  • 본 연구에서는 마그네트론 형상에 대하여 온도장과 변 위장 해석을 수행할 수 있는 전용프로그램 HUSAP을 개발하였다. HUSAPe GUI에 기반을 두어 사용자가 쉽게 형상을 형성하고 설계를 변경할 수 있도록 구성되었다.

가설 설정

  • 구조물에 다축 하중이 작용하는 경우는 주축(principal axes)이 변하지 않는다는 가정 하에 Sines' method를 적용할 수 있다. Sines' method는 식 (11), (12)와 같이 단축 하중이가해지는 경우와 같은 내구 회전수를 얻을 수 있는 등가단축변동응력(equivalent uniaxial alternating stress, Sqa)과 등가단죽평균응력 (equivalent uniaxial mean stress, Sqa)을구하고 이를 이용하여 S-N 곡선에서 내구 회전수를 계산하는 방법이다.
  • 수행하였다. 이 해석은 전도와 대류를 모두 고려한 해석이며, 양극부와 r-fin, yoke는 서로 밀착되어 있어서 열전달의 손실이 없다고 가정하였다. 양극부 모델링과 마찬가지로 GUI 기능을 이용하여 사용자가 직접 설계변수 값을 지정할 수 있고, 이를 이용하여 r-fin과 yoke의 형상이 자동으로 모델링 되도록 구성하였다.
  • 있는 여러가지 부품들 중 양극부에 대하여 온도장(temperature field)과 변위장(displacement field)을 해석하였다. 이를 위하여 유한요소법에 근거한 상용 프로그램(2)을이 용하였고, 이때 양극부 내부에서의 열전달 현상은 전도만 존재한다고 가정하였다. 그러나 실제 마그네트론의 열전달은 전도와 함께 대류가 존재하며 이는 냉각핀과 주위의 유체 사이에서 발생한다.
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참고문헌 (9)

  1. Kim, I. S., 1991, 1st Technical report; Thermal analysis for anode in magnetron, LG electronics, Republic of Korea. 

  2. NISA, 1991, NISA User's Manual, Cranes Software, MI, USA. 

  3. Park, S. H., Kang, S. H., and Lee, S. S., 2003, "Development of Motorcycle Brake Design Aided Program for Thermal Analysis," Transactions of the Korean Society of Machine and Tool Engineers, Vol. 12, No. 1, pp. 101-110. 

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  4. Boley, B. A. and Weiner, J. H., 1962, Theory of Thermal Stresses, John Wiley & Sons, New York, USA, pp. 135-141. 

  5. Hsu, T. R., 1986, The Finite Element Method in Thermodynamics, Allen & Unwin, Boston, USA, pp. 23-26. 

  6. Kim, Y. G., Kim, S. T., and Park, C. H., 1997, "Analysis on the Thermal Characteristics of Spindle of a High Precision Lathe," Transactions of the Korean Society of Machine and Tool Engineers, Vol. 6, No. 3, pp. 44-51. 

  7. Yoh, E. G., Lee, Y. S., and Kim, Y. R, 1997, "The Thermal-Elastic Analysis of Die Deformation for Forging Processes and Study of Brittle Damage," Proceedings of the KSMTE Spring Conference 1997, pp. 164-169. 

  8. ANSYS, 2005, ANSYS User's Manual Ver. 10.0, ANSYS. Inc, PA, USA. 

  9. Stephen W. T. and Hahn, H. T., 1980, Introduction to Composite Materials, Technomic, Connecticut, USA, pp. 302-306. 

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