지정된 고유진동수로 주기적으로 반복되는 하중이나 불규칙 진동에 노출된 파트의 손상 및 남은 수명을 예측할 수 있습니다.
SOLIDWORKS Simulation Premium에서 사용 가능합니다.
선형 동적 조화 스터디 및 선형 동적 불규칙 진동 스터디의 결과를 이용하는 고유진동수 영역 이벤트를 기반으로 피로 해석을 수행할 수 있습니다.
고유진동수 영역 이벤트를 기반으로 한 피로 해석 스터디에는 수명과 손상 플롯이 출력됩니다. 불규칙 진동을 기반으로 한 피로 해석 스터디에는 파괴가 발생하기까지의 시간 플롯도 포함됩니다.
조화 결과를 기반으로 한 피로 해석
선형 동적 조화 스터디에서 고유진동수에 따른 응력 결과를 기반으로 하는 피로 해석 스터디로, 특정 고유진동수로 주기적(또는 사인파형(Sinusoidal))으로 반복되는 진동에 노출되는 파트의 남은 수명과 손상을 예측합니다.
다음과 같이 선형 손상법 또는 누적 손상법(Miner's rule)에 따라 누적 손상률이 계산됩니다.
여기서 E [D]는 예상 손상률, nI는 특정 고유진동수와 교번응력 SI에 파트가 노출되는 싸이클 수, NI는 재질의 S-N 곡선에서 지정된 응력 레벨 SI에서 실패를 초래하는 데 필요한 싸이클 수입니다.
불규칙 진동 결과를 기반으로 한 피로 해석
구조나 부품에서 얻은 응력 또는 변형 이력이 특성상 불규칙한 경우에(따라서 확률 밀도 함수, 상향 영점 교차, 초당 최고점 수 등의 통계 파라미터를 이용하여 기술하는 것이 가장 합리적인 경우) 다음과 같은 고유진동수 영역 계산 방법을 이용하여 피로 수명을 예측합니다.
- Narrow Band
- Steinberg
- Wirsching
고유진동수를 기반으로 한 피로 수명 예측은 해석하는 모델의 응답 파라미터(응력과 변형)의 불규칙성, 비유동성 및 가우시안 특성이라는 가정을 따르고 있습니다.
다른 피로 해석 스터디와 달리 다음과 같은 Basquin 수식을 이용하여 재질의 S-N 곡선이 정의됩니다.
N = B / (Se )m
여기서 N = 실패까지 허용 가능한 싸이클 수, B = 곡선별 상수(S축과 교차), Se = 반복 하중의 응력 범위, m = 선형 S-N 곡선의 경사입니다.
이 수식은 로그-로그 배율로 플로팅했을 때 부동(일정)폭으로 반복 하중을 적용하는 경우 실패가 발생하기까지의 싸이클 수 N과 적용된 응력 범위 Se 사이에는 선형 관계가 존재한다는 사실을 나타냅니다.