응력 핫스폿 평가하기

응력 특이성의 특성 동작은 메시 세분화(메시 제어를 사용하여 로컬로 또는 메시를 편집하여 전체적으로)와 함께 응력 값이 계속 상승하며 이론적으로는 무한으로 발산하는 것입니다. 응력 핫스폿 요소에서의 응력이 메시 세분화와 함께 상승하지 않고 유한 값으로 수렴하는 경우 응력 집중(응력이 '정상적으로' 높은 영역)이 나타납니다.

메시를 세분화함에 따라 각진 요각 코너 근처에서 응력이 발산되면 응력 특이성이 나타납니다.

응력 집중은 모델의 국소 영역에서 인접 요소에 비해 상대적으로 응력 구배가 큰 것이 특징입니다. 정상적인 응력 집중 때문에 나타나는 높은 응력 구배는 메시가 충분히 세분화된 점을 고려하면 한계 값으로 수렴합니다. 높은 응력 구배는 판에 구멍이 있는 등 지오메트리에 변경 사항이 있는 곳, 다양한 재질이 존재하는 경계 및 바디가 접촉하게 되는 점에서 나타납니다.

메시를 세분화함에 따라 구멍 근처에서 응력이 수렴되면 응력 집중이 나타납니다.

응력 특이성 처리에 대한 권장 사항

• 응력 특이성과 정상적인 응력 집중을 구별하려면 응력 핫스폿이 감지되는 영역에서 전체적으로 또는 로컬로 메시를 세분화합니다. 응력 핫스폿 진단 도구를 다시 실행하면 응력 집중 영역이 필터링되어야 하며 나머지 응력 핫스폿은 응력 특이성을 가리키게 됩니다. 실제 상황에서는 응력이 재질의 극한 응력 제한을 초과할 때 재질이 휘거나 균열이 생기면서 응력 특이성이 발생하지 않습니다.
• 높은 응력 구배가 발생하는 날카로운 모서리 및 “반올림” 코너에 필렛을 추가합니다. 필렛은 광범위한 영역에 응력을 분산시키고 파트의 하중 지지력을 효과적으로 상승시킵니다. 실제 상황에서는 제조된 “각진 코너”가 항상 작은 필렛 반경을 가집니다.

  날카로운 모서리에서 불규칙한 응력 분포.

  필렛 코너에서 부드러운 응력 분포.

• 가능하면 꼭지점에 또는 모서리를 따라 하중을 적용하지는 마십시오. 하중을 모델에 있는 적절한 지류 영역에 배포하여 최대한 정확하게 실제 하중 조건에 대한 근사치를 계산합니다. 하중이 응력 특이성(σ = P/A 및 A=0 → σ=∞)을 만드는 단일 지점 하중으로 적용된 경우에도 적용된 하중에서 어느 정도 떨어진 응력 분포는 여전히 정확합니다. 이는 서로 다르지만 수치적으로 동일한 두 하중 효과 간 차이는 하중에서 충분히 떨어진 거리에서 매우 작아진다라는 St. Venant의 원칙에 따른 것입니다.
• 응력 특이성은 응력 분포를 로컬로만 오염시킬 수 있습니다. 이러한 응력 특이성의 국소 영역은 특히, 시뮬레이션의 관련 영역 근처에 없는 경우 무시해도 됩니다. 그리고 "오염되지 않은 채로" 남아 있어야 하는 응력 결과를 추가로 조사합니다.