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문제 정의
- 따라서 본 논문에서는 기존 연구사례를 바탕으로 사계절 안정적인 개폐기용 알루미늄 관의 사용이 가능하도록 겨울철 비닐하우스 개폐기용 Al-6061 육각관의 기계적·열적 거동을 유한요소법에 의한 수치해석으로 고찰하고 동파가능성을 예측하고자 한다.
- 본 논문에서는 유한요소법을 이용한 알루미늄 관의 동파해석을 통해 알루미늄 관의 영하온도에서의 변형거동을 분석하였다. 해석결과에 의하면 관내부에 완전히 찬 얼음이 팽창할 때 대단히 높은 내압이 발생하면서 얼음의 팽창과 동시에 알루미늄관은 항복강도 이상의 응력이 발생하였다.
가설 설정
- 그림에서 알 수 있는 바와 같이 조직에서 특이점은 관찰되지 않았으며, 구성성분도 Al, Si, Fe, Cu, Mn, Cr, Zn, Ni, Ti, Pb 등의 함량에도 차이점이 없는 것으로 보아 알루미늄 소재가 파괴의 원인은 아니라고 판단되었다. 따라서 알루미늄 관 파괴가 알루미늄 내부로 유입된 물이 냉동되면서 발생한 동파라고 가정하여 유한요소법(FEM, Finite Element Method)을 사용한 수치해석으로 동파 시뮬레이션을 수행하였다[6].
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