• 제목/요약/키워드: Fatigue durability

검색결과 431건 처리시간 0.023초

매트랩을 기반으로 한 U자형 금속 벨로우즈 설계소프트웨어 개발 (Development of U-shaped Metal Bellows design software based on MATLAB)

  • 장봉춘;김성철
    • 한국산학기술학회논문지
    • /
    • 제16권4호
    • /
    • pp.2379-2384
    • /
    • 2015
  • 벨로우즈 제품은 플랜트 엔지니어링, 조선, 석유 화학의 분야에서 중요한 부분이다. 안전성 및 내구성을 위해 벨로우즈를 설계 할 때 많은 요인들을 고려할 필요가 있다. 본 연구에서는 EJMA 9th Edition 설명서를 기초로 하여 U자형 금속 벨로우즈 전용 설계 소프트웨어를 개발했다. 이 GUI 소프트웨어는 매트랩 소프트웨어를 사용하여 개발되었으며, 비보강 단일 벨로우즈, 비보강 복식 벨로우즈, 보강 단일 벨로우즈, 보강 복식 벨로우즈를 설계할 수 있다. 이 소프트웨어를 검증하기 위해 이미 검증된 벨로우즈 모델을 설계하고 두께를 변화시키면서 벨로우즈의 거동을 고찰하였다. 두께가 증가함에 따라 스프링상수, 추력, 응력은 증가하고 피로수명은 감소함을 알 수 있었다. 이 소프트웨어는 설계 엔지니어의 시간과 노력을 절약해 줄 것이다.

자전거 프레임 버티드 형상에 따른 내구성 해석을 통한 융합연구 (A Convergence Study through Durability Analysis due to the Configuration of Automotive Frame Butted)

  • 최계광;조재웅
    • 한국융합학회논문지
    • /
    • 제9권11호
    • /
    • pp.271-276
    • /
    • 2018
  • 자전거를 타는 운전자가 자전거를 탑승하게 되면 그 프레임에 실리게 되는 위치에 따라서 운전자의 하중이 다르게 나타난다. 자전거 프레임의 접합 부분에서 가장 많은 하중이 작용하게 되며, 프레임의 중간 부분에서 다른 부분 보다 하중이 적게 작용하게 된다. 그래서 자전거 하중이 많이 작용하지 않는 부분을 두께를 얇게 제작함으로서 프레임의 무게를 줄이고, 하중이 크게 작용하는 부분에는 두껍게 제작하여 하중을 잘 버틸수 있게 한다. CATIA 프로그램을 사용하여 일반 프레임, 더블 버티드, 트리플 버티드의 형상으로 모델링하였고, 구조해석 및 피로해석을 진행하여 탑승자의 하중에 의해 각각의 모델의 내구성을 검토하였다. ANSYS 해석 프로그램을 사용하여 확인하여 본 연구 결과로는 일반 프레임의 변형이 가장 많이 일어났고, 트리플 버티드의 변형이 가장 적었다. 이러한 시뮬레이션 해석 데이터를 사용하여 실제 자전거 프레임을 설계 및 제작 시에 가장 효율적인 방법으로 설계할 것으로 사료된다.

FEM 시뮬레이션을 이용한 임펠러의 구조 안전성 평가 (The Evaluation of Structural Safety of Impeller Using FEM Simulation)

  • 정종윤
    • 산업경영시스템학회지
    • /
    • 제43권4호
    • /
    • pp.41-47
    • /
    • 2020
  • As modern industries are highly being developed, it is required that mechanical parts have to be manufactured with a high precision. In order to have precise parts, error-free designs have to be done before manufacturing with accuracy. For this intention being fulfilled, a mechanical analysis is essential for design proof. Nowadays, FEM simulation is a popular tool for verifying a machine design. In this paper, an impeller, being utilized in a compressor or an oil mixer as an actuator, is studied for an evaluation. The purpose of this study is to present a safety of an impeller for a proof of its mechanical stability. A static analysis for stress, strain, and deformation within a regular usage is examined. This simulation test shows 357.26×106 Pa for maximum equivalent stress and 0.207mm for total deformation. A fatigue test is carried to provide durability and its result shows that minimum safety factor is 3.2889, which guarantees that it runs without a fatigue failure in 106 cycles. The natural frequencies for the impeller is ranged from 228.09Hz to 1,253.6Hz for the 1st to the 6th mode. Total deformations at these natural frequencies are shown from 6.84mm to 12.631mm. Furthermore, Campbell diagram reveals that a critical speed is not found throughout regular rotational speeds. From the test results for the analysis, this paper concludes that the suggested impeller is proved for its mechanical safety and good to utilize at industries.

Whole-life wind-induced deflection of insulating glass units

  • Zhiyuan Wang;Junjin Liu;Jianhui Li;Suwen Chen
    • Wind and Structures
    • /
    • 제37권4호
    • /
    • pp.289-302
    • /
    • 2023
  • Insulating glass units (IGUs) have been widely used in buildings in recent years due to their superior thermal insulation performance. However, because of the panel reciprocating motion and fatigue deterioration of sealants under long-term wind loads, many IGUs have the problem of early failure of watertight properties in real usage. This study aimed to propose a statistical method for wind-induced deflection of IGU panels during the whole life service period, for further precise analysis of the accumulated fatigue damage at the sealed part of the edge bond. By the estimation of the wind occurrence regularity based on wind pressure return period, the events of each wind speed interval during the whole life were obtained for the IGUs at 50m height in Beijing, which are in good agreement with the measured data. Also, the wind-induced deflection analysis method of IGUs based on the formula of airspace coefficient was proposed and verified as an improvement of the original stiffness distribution method with the average relative error compared to the test being about 3% or less. Combining the two methods above, the deformation of the outer and inner panes under wind loads during 30 years was precisely calculated, and the deflection and stress state at selected locations were obtained finally. The results show that the compression displacement at the secondary sealant under the maximum wind pressure is close to 0.3mm (strain 2.5%), and the IGUs are in tens of thousands of times the low amplitude tensile-compression cycle and several times to dozens of times the relatively high amplitude tensile-compression cycle environment. The approach proposed in this paper provides a basis for subsequent studies on the durability of IGUs and the wind-resistant behaviors of curtain wall structures.

유연기판 위에 제작된 Silver Nanowire 필름의 기계 및 전기적 신뢰성 연구 (Mechanical and Electrical Reliability of Silver Nanowire Film on Flexible Substrate)

  • 이요셉;이원재;박진영;좌성훈
    • 마이크로전자및패키징학회지
    • /
    • 제23권4호
    • /
    • pp.93-99
    • /
    • 2016
  • 본 논문에서는 AgNW 필름의 기계적 전기적 신뢰성을 연구하였다. 특히 전류가 흐르는 상태에서 굽힘 변형이 발생하였을 때의 AgNW 필름의 내구성 및 신뢰성을 연구하였다. AgNW 필름의 전압 및 전류 시험을 수행하여, AgNW에서 발생하는 발열과 전류 밀도의 변화를 관찰함으로써 AgNW의 전기적 내구성을 평가하였다. AgNW는 곡률반경 2 mm까지 굽힐 수 있었으며, 200,000회의 굽힘 반복시험에도 높은 신뢰성 및 유연성을 보여주었다. 또한 over-coating 막은 AgNW 필름의 내구성을 향상시키는 효과가 있음을 확인하였다. Over-coating이 없는 AgNW 필름의 경우, AgNW 표면에서 국부적인 발열을 보인 반면에 over-coating이 된 AgNW 필름의 경우 균일하게 발열되어 over-coating막이 AgNW 필름의 내구성을 향상시킴을 알 수 있었다. 전류를 인가한 상태에서의 굽힘 시험을 수행한 결과 굽힘 반복시험에서는 전류밀도가 지속적으로 감소하여 시험 후, 52.4%의 전류밀도 감소를 보였다. 전류가 인가된 상태에서 AgNW의 굽힘 변형이 지속되면 AgNW들의 인장, 굽힘 및 sliding 등의 기계적인 변형에 의하여 AgNW network 구조의 변형이 발생하거나, 혹은 개별 AgNW의 접촉 접합부들이 떨어지면서 접촉저항이 증가하여 주울 열에 의하여 파괴가 발생한다. 또한 over-coating막의 적용은 AgNW 필름의 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

베어링 내부 틈새가 풍력발전기용 피치 감속기의 하중 분포와 하중 분할에 미치는 영향 분석 (Effects of Bearing Internal Clearance on the Load Distribution and Load Sharing in the Pitch Reducer for Wind Turbines)

  • 김정길;박영준;이근호;김재훈
    • 한국생산제조학회지
    • /
    • 제22권1호
    • /
    • pp.29-35
    • /
    • 2013
  • The pitch reducer consists of several planetary gearsets, and they should have good load distribution over gear tooth flank and load sharing among the planets to improve the durability. This work investigates how bearing internal clearances influence both the load distribution over the gear tooth flank and the planet load sharing. A whole system model is developed to analyze a pitch reducer. The model includes non-linear mesh stiffness of gears, non-linear stiffness of bearings. The results indicate that the face load factor and mesh load factor decrease, and the fatigue life of output shaft bearings increase as bearing internal clearances of output shaft decrease. Therefore, the internal clearance of output shaft bearing must be considered when designing the pitch reducer for wind turbines.

Dynamic Stress Analysis of Vehicle Frame Using a Nonlinear Finite Element Method

  • Kim, Gyu-Ha;Cho, Kyu-Zong;Chyun, In-Bum;Park, Seob
    • Journal of Mechanical Science and Technology
    • /
    • 제17권10호
    • /
    • pp.1450-1457
    • /
    • 2003
  • Structural integrity of either a passenger car or a light truck is one of the basic requirements for a full vehicle engineering and development program. The results of the vehicle product performance are measured in terms of durability, noise/vibration/harshness (NVH), crashworthiness and passenger safety. The level of performance of a vehicle directly affects the marketability, profitability and, most importantly, the future of the automobile manufacturer. In this study, we used the Virtual Proving Ground (VPG) approach for obtaining the dynamic stress or strain history and distribution. The VPG uses a nonlinear, dynamic, finite element code (LS-DYNA) which expands the application boundary outside classic linear, static assumptions. The VPG approach also uses realistic boundary conditions of tire/road surface interactions. To verify the predicted dynamic stress and fatigue critical region, a single bump run test, road load simulation, and field test have been performed. The prediction results were compared with experimental results, and the feasibility of the integrated life prediction methodology was verified.

하이브리드 합성섬유를 이용한 고인성 섬유보강 복합체의 휨특성 (Flexural Characteristics of High Performance Fiber Reinforced Cement Composites used in Hybrid Synthetic Fibers)

  • 한병찬;전 에스더;박완신;이영석;복산양;윤현도
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
    • /
    • pp.734-737
    • /
    • 2004
  • The synthetic fibers such as polypropylene(PP) and polyvilyl-alcohol(PVA) fiber are poised as a low cost alternative for reinforcement in structural applications. It has been reported that synthetic fiber in cement composites can control restrained tensile stresses and cracks and increase toughness, resistance to impact, corrosion, fatigue and durability. High performance fiber reinforced cementitious composite(HPFRCCs) shows ultra high ductile behavior in the hardened state, because of the fiber bridging properties. Therefore, a variety of experiments have being performed to access the performance of HPFRCCs recently. The research emphasis is on the flexural behavior of HPFRCCs made in synthetic fibers, and how this affects the composite property, and ultimately its strain-hardening performance. Three-point bending tests on HPFECCs are carried out. As the result of the bending tests, HPFRCCs showed high flexural strength and ductility. HPFRCCs made in PVA or Hybrid fiber were, also, superior to PP of singleness. On the other hand, effect of sand volume fraction on HPFRCCs made in PP was insignificant.

  • PDF

폴리머침투제의 개발과 폴리머침투콘크리트의 특성에 관한 연구 (Development of Polymer Impregnants and Properties of Polymer Impregnated Concrete)

  • 변근주;이상민
    • 대한토목학회논문집
    • /
    • 제12권1호
    • /
    • pp.71-84
    • /
    • 1992
  • 폴리머침투콘크리트는 무기계 시멘트와 유기계 폴리머를 결합시킨 신소재 콘크리트이다. 폴리머 침투콘크리트는 기존 시멘트콘크리트에 비하여 각종 역학적 특성과 내구성이 크게 개선되는 것으로 알려져 있으나, 지금까지는 국부적 강도증진과 보수재의 차원에 머무르고 있는 실정이다. 향후, 각종 고성능 프리캐스트부재의 제조에 폴리머 침투콘크리트를 보다 적극적으로 적용하기 위해서는 고분자모노머의 개발과 폴리머침투콘크리트의 재료특성에 대한 체계적인 정립이 필요하며, 본 연구에서는 이를 위하여 실험결과를 토대로 MMA계의 침투제를 개발하고 폴리머 침투콘크리트의 재료특성을 구명한다.

  • PDF

교면포장용 콘크리트 슬래브와 라텍스 개질 콘크리트포장의 피로성능평가에 대한 비교 연구 (A Comparative Study on the Performance Evaluation of Concrete Slab and Latex Modified Concrete for Bridge Deck Overlay)

  • 김두환;이지훈;김성필;송관권
    • 한국안전학회지
    • /
    • 제27권5호
    • /
    • pp.88-94
    • /
    • 2012
  • In order to develop high performance concrete that overcome defects of asphalt and latex modified concrete for bridge deck overlay, this study aims to evaluate durability performance of concrete slab for bridge deck overlay. The present study is an exploratory research concerned with evaluation of two types of high performance concrete for bridge deck applications. This study is composed of a set of experiments, including static loading test and fatigue test and compared with data of defection, crack, concrete and steel strain. Also, experimental results were verified with analytical models by ABAQUS program. But overall behaviors of all specimens are comfortable, so those take sufficient load carrying capacity and high stiffness in cyclic load.