재질 대화 상자 - 피로 SN 곡선 탭

피로 SN 곡선 탭을 사용하여 피로 해석 스터디의 SN 곡선을 정의합니다. SN 곡선은 피로 해석 스터디에만 사용됩니다.

원본

이 대화 상자를 표시하는 방법

파트를 열고, FeatureManager 디자인 트리에서 재질 을 오른쪽 클릭하고 재질 편집을 선택합니다.

피로 SN 곡선 탭은 SOLIDWORKS Simulation이 추가된 경우에만 사용할 수 있습니다.

SOLIDWORKS 재질 라이브러리의 일부 재질에는 이미 지정된 피로 SN 곡선이 포함되어 있습니다. 이러한 재질은 재질 라이브러리의 재질 목록에서 그 이름 끝에 접미사(S-N)가 붙어 구별됩니다. SN 곡선에 대해서는 Atlas of Fatigue Curves, ASM International을 참조하십시오.

보간법 및 데이터의 원본을 설정합니다.
보간 SN 곡선 싸이클 수에 대한 교번응력 보간 방법을 설정합니다.
  • 로그-로그.

    싸이클 수와 교번응력에 로그 보간(밑수 10). 이 옵션은 곡선에 다른 보간법이 더 적합하지 않는 한, 양 축에 넓게 분산된 몇 개의 데이터 점이 있는 SN 곡선에 권장됩니다.

  • 세미-로그. 응력에 선형 보간, 싸이클 수에 로그. 이 옵션은 곡선에 다른 보간법이 더 적합하지 않은 한, 싸이클 수의 변화와 비교해 상대적으로 응력 범위가 작은 SN 곡선에 권장됩니다.
  • 선형. 응력과 싸이클 모두에 선형 보간. 이 옵션은 곡선에 다른 보간법이 더 적합하지 않은 한, 여러 개의 데이터 점이 있는 SN 곡선에 권장됩니다.

    SN 보간법의 예

    일부 경우에, SN 곡선은 실험 데이터를 대입해 얻은 방정식 형태로 제공됩니다. 이러한 경우, 이 방정식이 보간법 중 하나와 일치되면 데이터 점으로 곡선의 끝을 지정하는데만 적합할 수 있고 올바른 보간법이 사용됩니다.
정의(D) 곡선 데이터를 수동으로 지정합니다. 메뉴에서 곡선을 최대 열 개까지 선택합니다.
재질 탄성 계수에서 파생 ASME SN 곡선 및 참조 재질의 탄성계수와 활성 재질을 기반으로 SN 곡선이 자동으로 파생됩니다. 원본 SN 곡선이 미리보기 영역에 표시됩니다.
  • ASME Austentic Steel 곡선에 기반
  • ASME와 Carbon Steel 곡선에 기반(C)

이 SN 곡선은 참조 SN 곡선의 각 응력 값을 참조 ASME 재질의 탄성계수로 나누고 이를 현재 재질의 탄성계수와 곱해 파생됩니다. 관련 싸이클 수는 바뀌지 않습니다.

피로 S-N 수식 정의(Q)(불규칙 진동 피로 해석용) 동적 불규칙 진동 스터디 결과를 기반으로 하는 피로 해석 스터디에 사용할 수 있습니다.

테이블 데이터

곡선 데이터 목록이 표시됩니다. 원본 상자에서 정의를 선택할 경우에만 나타납니다.
응력 비율(R) 재질 선택 아래에서 사용자 지정을 선택했을 때에만 사용할 수 있습니다.
단위 교번응력 단위
값을 입력할 경우, 입력하기 전에 사용하고자 하는 단위를 먼저 선택합니다.
곡선 데이터 테이블 곡선을 수동으로 지정할 경우 싸이클 수와 교번응력 값 세트를 입력합니다. 곡선이 참조 ASME SN 곡선에서 파생된 경우 축척된 곡선 목록이 표시됩니다.
복사하기/붙여넣기 기능으로 테이블에 기입할 수 있습니다.
파일 파일에서 곡선 데이터를 불러옵니다. 재질 선택 아래에서 사용자 지정을 선택했을 때에만 사용할 수 있습니다.
뷰 테이블에 있는 현재 데이터의 그래프를 표시합니다.
삭제 선택한 데이터 행을 삭제합니다. 재질 선택 아래에서 사용자 지정을 선택했을 때에만 사용할 수 있습니다.
동일한 SN 곡선을 다른 재질을 가진 바디에 적용하려면, 피로 해석 스터디 트리에서 파트를 오른쪽 클릭하고 모든 바디에 피로 해석 데이터 적용을 선택합니다.

S-N 곡선 수식(Basquin 수식)

선형 동적 - 불규칙 진동 스터디의 결과를 기반으로 하는 피로 해석 스터디에 사용할 수 있습니다.

S-N 곡선에서 Basquin 상수 예측 프로그램에서 S-N 곡선의 주어진 데이터 점에 기반하여 Basquin 수식 상수를 계산하려는 경우 선택합니다.

높은 싸이클 피로(싸이클 개수 N > 104)의 경우 S-N 곡선은 로그-로그 배율로 플롯을 표시할 때 직선에 근접합니다. Basquin 수식은 y축의 작용 응력 싸이클(S)과 x축의 싸이클 실패 개수(N) 사이의 반비례의 법칙 관계입니다.

Basquin 수식은 내구성 한계, 즉 피로 한계 내에서만 유효합니다.
내구성 한계는 피로로 인해 재질이 실패되지 않는 최대 교번응력입니다. 다시 말해, 교번응력이 내구성 한계와 같거나 그 미만일 경우 실패의 원인이 되는 응력 싸이클 수가 매우 커집니다(사실상 무한대). 내구성 한계는 대개 0 평균 교번응력으로 지정됩니다. 내구성 한계를 피로 한계라고도 합니다. 일부 재질의 경우에는 측정 가능한 내구성 한계가 없습니다.
Basquin 수식에서는 응력 범위 값 Sr을 고려합니다. 역방향 하중을 고려할 때 S-N 곡선의 교번응력 값(Sa)에 2를 곱합니다(Sr = 2*Sa).
Basquin의 S-N 피로 곡선의 수식은 다음과 같습니다.
  • N = B / (Sr) m 또는
  • log (Sr) = B - m log (N)
이 옵션을 선택하면 곡선별 상수(B) 및 S-N 곡선의 경사(m) 옵션을 사용할 수 없습니다. 소프트웨어는 최소 제곱법 선 이음쇠 기법을 사용하여 S-N 데이터 점을 직선으로 이어 B와 m 상수를 계산합니다. 이러한 상수는 다양한 응력 레벨 하에서 피로 테스트 실험에 의해 결정된 재질 파라미터입니다.
단위 응력 범위 Sr의 단위를 설정합니다.
다음 행의 S-N 곡선에 대해 절단점 고려 Basquin 상수 계산에 고려할 S-N 곡선의 절단점을 설정합니다. 0이나 1을 입력하면 최소 제곱법 선 이음쇠 기법을 사용하여 직선을 그릴 때 S-N 곡선의 모든 데이터 점을 고려합니다.
예를 들어 4를 입력하면 직선을 그리고 Basquin 상수 B 및 m을 계산할 때 S-N 곡선의 처음 4개 행에 있는 데이터 세트가 사용됩니다. 절단점으로는 피로 내구성 한계를 사용하는 것이 좋습니다. S-N 곡선은 절단점 이후 수평선으로 간주합니다.
곡선별 상수(B) S-N별 상수 B에 대한 값을 입력합니다(양의 실수여야 함). 이 값은 한 싸이클에서 응력 범위 Sr의 값입니다.
S-N 곡선의 경사(m) S-N 곡선의 경사(m)의 값(양의 정수여야 함)를 입력합니다. 2개의 데이터 지점(N1, S1) 및 (N2, S2 )을 아는 경우 S-N 곡선의 경사(m)는 다음과 같이 구합니다.
원본 S-N 데이터의 소스에 관한 정보를 입력합니다.
뷰 선택하면 S-N 곡선 그래프를 표시합니다.
저장 S-N 곡선 데이터를 *.dat 또는 *.csv(쉼표로 분리됨) 파일 형식으로 저장합니다.

SN 보간법의 예

다음 두 개의 데이터 점이 있는 SN 곡선을 정의한다고 가정합니다.
싸이클 수 (N) 로그 (N) 교번 응력 (S) 로그 (S)
1000 3 50,000 psi 4.699
100,000 5 40,000 psi 4.602
45,000 psi의 응력에서는 SN 보간 구조에 근거해서 싸이클 수를 다음과 같이 읽어냅니다
로그-로그 SN 곡선. X, Y축은 각각 싸이클 수의 로그와 응력을 나타냅니다. 45000의 로그(4.653)를 구하고 선형 보간법이 수행됩니다. 이 절차를 사용하여 싸이클 수가 103.944= 8,790으로 계산됩니다.
세미-로그 SN 곡선. X축은 싸이클 수의 로그, Y축은 응력을 나타냅니다. 45,000psi의 응력 값에서, 선형 보간법이 수행되고 싸이클 수가 104=10,000으로 계산됩니다.
선형 SN 곡선. X, Y축은 각각 싸이클 수와 응력을 나타냅니다. 45,000psi의 응력 값에서, 선형 보간법이 수행되고 싸이클 수가 50,500으로 계산됩니다.