고무피로해석 프로그램

고무피로해석 프로그램

제품경쟁력 강화와 설계생산성 향상을 위해 설계자들도 CAE를 친숙하게 활용할 수 있는 솔루션

세계적으로 선택하는 표준 프로세스

전통적인 제품개발 프로세스는 반복적인 시제품 제작 및 실험이 수행되어 시간과 비용이 증가합니다. 설계 초반부에서 설계를 검토, 개선할 수 있으면 변경이 가능한 조건들이 많고, 설계변경은 적게 소요되면 제품개발 비용도 줄일 수 있습니다.

혁신적인 제품개발 프로세스

제품개발 초기단계에서 CAE를 도입, 활용한다면 아래와 같은 장점을 얻을 수 있습니다.

  • 시제품 제작 이전에 설계안의 평가 가능
  • 설계변경의 자유도가 비약적으로 증대
  • 시간 단축과 비용 절감

피로해석 (fatigue analysis)

반복적인 동하중을 받는 물체는 하중 그 자체의 크기가 항복응력(yield stress)에 미치지 않더라도 어느 정도 하중을 반복해서 받게 되면 파괴에 도달할 수 있다. 이러한 파괴를 피로파괴(fatigue failure)라고 부르며, 피로를 일으키는 반복회수를 피로수명(fatigue life)으로 정의하고 있다.

피로수명을 예측하는 방법에는 마이너 누적손상법칙(Minor cumulative damage rule), Mansion 방법(Mansion method), Goodman의 피로방정식(Goodman fatigue equation) 그리고 Soderberg 관계식(Soderberg relation)이 대표적이다. 동하중이 삼각함수와 같이 단순한 주기를 나타내는 경우에는 Goodman의 피로방정식을 통해 간단히 피로파괴 여부를 판단할 수 있지만, 그렇지 않고 복잡한 주기를 나타내는 경우에는 마이너 누적손상법칙을 사용해야 한다. 한편 피로기준으로 항복응력(yield stress)에 보다 관심이 있다면 Soderberg 관계식을 사용하면 된다.

일반적으로 피로해석이라 함은 동하중을 받는 물체의 피로수명(fatigue life)을 예측하는 작업을 의미한다. 우리 생활이나 산업체에서 사용되고 있는 대부분의 제품, 구조물 및 시스템에 작용하는 동하중은 매우 복잡한 하중 싸이클을 나타내기 때문에 이에 따른 물체 내부의 응력변동(stress variation)을 이론적으로 계산하기가 힘들다.

따라서 피로수명을 예측하기 위해서는 해당 물체에 작용하는 싸이클 하중에 따른 응력변동을 구해야 하며 이를 위해 유한요소해석이 필요하게 된다. 한 주기동안 물체 내부의 응력변동을 구한다음 여러 개의 주기를 가진 응력 싸이클로 분리하고 각 응력 싸이클에 대한 데이터를 토대로 마이너 누적손상법칙과 해당물체의 S-N 선도(S-N diagram) 혹은 E-N 선도(E-N diagram)를 혼합 적용하여 피로수명을 예측하게 된다.

피로해석은 유한요소해석에 있어 하나의 후처리 작업(post processing)에 해당되고, 피로해석 프로그램이란 다름아닌 이 후처리 기능과 다양한 재질에 대한 S-N 선도 데이터를 제공하는 프로그램이다.

midas NFX는 독립적인 후처리 기능으로 편리한 피로/내구성 검토가 가능합니다.
최소한의 필수 데이터 입력만으로 간편하게 피로해석을 수행할 수 있으므로, 기존에 강도검토만으로 끝나던 구조해석의 영역을 내구성 검토까지 확장할 수 있습니다.

  • 시간영역의 피로해석(시간의존 하중/응력이력에 의한 피로해석)
  • 손상도, 피로수명 결과
  • 해석 대상 지정(경계, 전체, 사용자 지정 등)
  • Rainflow Counting, Mean Stress Correction옵션
  • 평가 응력 선택(Signed von-Mises, 절대값 최대 주응력)
  • 선형/다중선형 S-N 곡선 가능

기능상세

midas NFX 는 구조해석과 유동해석(CFD)을 하나의 GUI 에 담았습니다. 사용성과 편리성을 중심으로 국내 1,239 라이선스가 보급되었습니다. (2016년 기준)

구성 모듈
Structural
구조해석
Linear Static Analysis
선형 정적 해석
Linear Static Analysis 선형 정적 해석
Modal Analysis 모달 해석
Buckling Analysis 선형 좌굴 해석
Composite Materials Analysis 복합 재료 해석
Nonlinear Static Analysis
비선형 정적 해석
Nonlinear Material Analysis 재료 비선형 – 탄소성, 비압축성/압축성 고무
Nonlinear Geometry Analysis 기하 비선형 – 대변위, 대회전
Nonlinear Contact Analysis 접촉비선형 – 일반접촉, 마찰
Heat Analysis
열해석
Heat Transfer Analysis 열전달 해석
Heat Stress Analysis 열응력 해석
Joule Heatinng Analysis 줄 발열 해석
Linear Dynamic Analysis
선형 동해석
Transient Response Analysis 과도응답해석
Response Spectrum Analysis 응답스펙트럼
Frequency Response Analysis 주파수응답해석
Random vibration Analysis 랜덤진동해석
Nonlinear Dynamic Analysis
비선형 동해석
Explicit Dynamic Analysis 외연적 동해석
Implicit Dynamic Analysis 내연적 동해석
Optimization
최적화 해석
Topology Optimization Analysis 위상최적화 해석
Size Optimization Analysis 치수최적화 해석
Fatigue Analysis
피로해석
응력법 S-N / 변형률법 ε-N
Thermal Fatigue Analysis 열 피로 해석
Vibration Fatigue Analysis 진동 피로 해석