강도 계산이란 무엇입니까?Strength calculation은 일반적으로 엔지니어링 및 디자인 분야에서 사용되는 용어로, 재료나 구조물의 강도를 계산하는 과정을 가리킵니다. 이는 재료의 물리적 특성, 부하, 환경 조건 등을 고려하여 구조물이나 부품이 안전하게 작동하고 찢어지거나 파괴되지 않는지를 확인하는 것을 의미합니다. Strength calculation은 다양한 방법으로 수행될 수 있으며, 주로 재료의 인장강도, 압축강도, 굽힘강도 등을 고려하여 수행됩니다. 이러한 계산은 재료의 물성, 부품 또는 구조물의 형태와 크기, 사용되는 환경 및 부하 등을 고려하여 이루어집니다. 이는 제품이나 구조물이 안전하게 사용될 수 있는지를 판단하기 위한 중요한 단계 중 하나입니다. 구조는 다양한 실패 모드를 통해 실패할 수 있습니다. 정적 파괴(Static failure) : 단일 정적 하중으로 인해 구조물의 위치에서 재료가 파손되는 현상. 재료 피로 : 강성 손실과 함께 반복적인 하중으로 인해 구조에 균열이 발생하고 성장하여 잠재적으로 완전 파괴로 이어질 수 있습니다. 좌굴(Buckling) : 압축 하중으로 인해 안정성이 상실되어 구조가 제어되지 않고 갑작스럽게 휘어지는 현상. 크리프(Creep) : 지속적으로 증가하는 변형률로 결국에는 완전한 파손으로 이어집니다. 크리프는 더 높은 온도, 일반적으로 재료의 용융 온도(켈빈 단위)의 30~40% 이상에서 외부에서 가해지는 하중으로 인해 발생합니다. 강도계산 소프트웨어 기능보기▶ 구조가 언제 충분히 강해지는가? 허용되는 재료 응력강도 계산은 구조의 재료 응력이 허용 응력보다 낮은지 확인합니다. 허용 가능한 재료 응력은 재료가 영구적으로 변형되거나 완전히 파손되기 전에 견딜 수 있는 응력으로, 하나 이상의 안전 계수만큼 감소됩니다. 안전 요인강도 계산에 사용되는 필수 안전 계수는 일반적으로 특정 산업 및 응용 분야를 위해 개발된 국제 표준에 의해 부과됩니다. 불확실성, 즉 발생하는 하중에 대한 불확실성과 재료의 기계적 특성에 관한 불확실성을 처리하려면 안전 계수가 필요합니다. 안전율의 값은 다음에 따라 달라집니다. 불확실성의 수준 특정 하중 또는 하중 조합이 발생할 확률 구조 또는 그 일부가 실패할 경우 결과의 심각성(심각한 부상/사망, 상당한 환경 피해, 중요한 재정적 손실) 외부 하중에 적용되는 안전 계수는 다음과 같이 분류될 수 있습니다. 영구/불변 하중 (예: 구조물의 자중) 가변 하중 (예: 풍하중)가변 하중에 필요한 안전계수는 일반적으로 영구 하중에 필요한 것보다 큽니다. 구조해석의 하중,응력,변형률 바로 알기▶ 구조의 강성 강도 계산은 구조물의 강성도 평가합니다. 구조물의 강성은 다음에 의해 결정됩니다. 기하학적 구조의 강성 (크고 가느다란 구조 vs 짧고 견고한 구조) 구성요소 사이의 접합 (단단하거나 유연한 접합) 재료의 강성 (예: 강철은 알루미늄보다 3배 더 강함) 구조의 강성을 계산하는 것은 다음과 같은 여러 가지 이유로 중요합니다.구조물의 사용성건축물이 심하게 변형되거나 휘어지지만 구조적 결함의 위험이 없는 경우에도 사용성이 보장되지 않으면 설계가 거부될 수 있습니다. 구조보의 과도한 변형은 건물의 미장에 균열을 일으키거나 창호의 개폐를 방해할 수 있으나 강도나 안정성에는 문제가 없습니다. 안정성강성이 제한된 구조는 불안정성에 더 취약합니다. 공명모든 구성 요소에는 여러 개의 고유 또는 공명 주파수가 있습니다. 공진주파수 중 하나에 가까운 주파수의 진동하중을 받는 구조물은 과도한 변형으로 인해 심각한 손상을 입을 수 있습니다. 질량 외에도 구조의 강성이 공진 주파수를 결정합니다. 강도 계산은 어떻게 수행됩니까? 손으로 계산간단한 구조의 강도 계산은 고전 역학 및 재료 역학의 원리를 기반으로 하는 소위 수작업 계산(분석 계산)을 사용하여 수행할 수 있습니다. 수동 계산을 통해 부품 전체 단면의 응력을 계산하고, 필요한 경우 재료 노치 근처의 응력 증가를 설명하는 응력 집중 계수를 곱합니다.유한요소법보다 복잡한 형상, 고급 재료 모델 또는 광범위한 하중 조합의 경우 수작업 계산으로는 강도와 강성을 안정적으로 평가할 만큼 더 이상 정확하지 않습니다. 이러한 경우 업계에서는 강도 및 강성 평가를 위해 유한 요소법 (FEM) 또는 유한 요소 분석(FEA)을 사용합니다 .유한요소법을 사용하면 구조의 기하학적 구조가 요소 노드를 통해 서로 연결된 요소라고 불리는 여러 개의 작은 부분으로 나누어집니다. 단일 요소의 동작(강성)은 수학적으로 계산하기가 간단합니다. 많은 수의 작은 요소를 크고 복잡한 모델로 결합할 수 있지만 여전히 상대적으로 쉽게 해결할 수 있습니다. 유한 요소법을 사용하면 모든 위치의 재료 응력이나 전체 구조의 강성 거동에 대한 광범위한 세부 정보를 얻을 수 있습니다. 이러한 수준의 정보는 수동 계산이나 실험실 테스트로는 얻을 수 없습니다. 유체해석 종류 중 FEA와 CFD 비교▶