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제안 방법
- 본 연구는 유한요소 시뮬레이션을 이용하여 판에 존재하는 원형, 정사각형, 정삼각형 유공의 형상에 따른 응력집중해석을 수행하였다. 또한 정사각형과 정삼각형 유공의 모서리 부분의 곡률을 변화시켜 곡률반경에 따른 응력해석 결과를 나타내고 원형 유공의 결과와 비교하였다.
- 본 연구는 유한요소 시뮬레이션을 이용하여 판에 존재하는 원형, 정사각형, 정삼각형 유공의 형상에 따른 응력집중해석을 수행하였다. 또한 정사각형과 정삼각형 유공의 모서리 부분의 곡률을 변화시켜 곡률반경에 따른 응력해석 결과를 나타내고 원형 유공의 결과와 비교하였다.
- 재료는 구조용 강재를 기반으로 하였으며 재료의 물성치는 표 1에서 나타내었다. 상용 유한 요소 해석 프로그램인 ANSYS-Workbench를 사용하여 8개의 노드를 가지는 솔리드 요소로 모델링하였다. 그리고 판은 유공부의 응력집중에 따른 결과만을 보기위해서 선형 탄성체로 모델링되었다.
- 원형, 정사각형, 정삼각형 유공의 원형의 반지름과 모서리의 곡률반경의 비에 따른 해석을 수행하였다. 해 석 결과로 최대 von-Mises 응력을 획득하였고 이를 그림 4에 도시하였다.
- 본 연구는 판의 응력집중해석으로 유한요소 시뮬레이션을 통해 원형, 정사각형과 정삼각형의 유공과 모서리의 곡률반경 변화에 따른 응력해석을 수행하였다. 이상의 해석으로 얻어진 결론은 다음과 같다.
대상 데이터
- 본 연구에서 응력집중해석을 위해 가정된 판의 크기는 가로 200mm, 세로 200mm, 두께 5mm이다. 판의 형상은 그림 1(a)에 나타내었다.
- 판의 형상은 그림 1(a)에 나타내었다. 재료는 구조용 강재를 기반으로 하였으며 재료의 물성치는 표 1에서 나타내었다. 상용 유한 요소 해석 프로그램인 ANSYS-Workbench를 사용하여 8개의 노드를 가지는 솔리드 요소로 모델링하였다.
- Rezaeepazhand와 Jafari(2005)의 연구에 따르면 판에 존재하는 유공형상에 따라 최대 11배의 응력집중이 일어난다. 따라서 사용된 재료의 항복강도 내에서 응력집중이 일어나게 하기 위해 항복강도의 1/12 이하인 20MPa를 사용하였다.
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