Finite Element Analysis on the Displacement Behavior Safety of Hollow Shafts with Equivalent Volume

This paper presents the displacement behavior safety of hollow shafts with an equivalent volume for various cross sectional area using a finite element method. The FEM results indicate that the hollow shafts with X-type or Y-type columns between outer tube, middle tube and inner tube may reduce a maximum displacement at the middle length of hollow shafts. Especially, the load-bearing column of X-type or Y-type hollow shaft is directly connected between outer tube and inner tube without a shift for reducing the vertical displacement. And increased thickness of a load-bearing column is recommended for reducing the vertical displacement and increasing the displacement behavior safety for an equivalent volume of a hollow shaft.

동등체적을 갖는 중공축의 변위거동 안전성에 관한 유한요소해석

본 연구에서는 여러 가지의 절단면 형상을 구비한 중공축이 동등한 최적을 갖는 경우에 대한 변위거동 안전성을 유한요소법으로 해석하였다. FEM 해석결과에 의하면, 외측튜브, 중간튜브, 내측튜브와 이들 튜브 사이를 연결하기 위해 X-타입 또는 Y-타입의 칼럼을 설치하였을 때 중공축 길이의 중간부에서 발생하는 최대 변위량을 줄여주는 것으로 나타났다. 특히, 하중을 지지하기 위해 구비된 X-타입 또는 Y-타입의 칼럼을 위상차 없이 외측튜브와 내측튜브를 중심축을 향해 직접 연결하면 중공축의 변위량을 줄이는 효과가 있는 것으로 나타났다. 그리고 동등한 체적을 갖는 중공축에서 발생하는 수직 변위량을 줄여주고, 변위거동 안전성을 높이기 위해서는 하중을 지지하기 위한 칼럼의 두께를 두껍게 설계하는 것이 바람직함을 알 수 있다.