구조 설계에서의 피로 해석 유형

피로 해석 유형은 상세가 견딜 수 있는 최종 저항력이나 사이클 수를 제공하지 않습니다. 이는 규정에 따른 추가 계산을 위한 입력값만을 제공합니다.

항상 최소 두 개의 하중 케이스를 설정해야 합니다. 첫 번째 하중 케이스는 기준 케이스입니다. 이는 예를 들어 구조의 자중으로 가정되며 영(0) 하중을 포함할 수 있습니다. 나머지 하중 케이스는 피로 작용을 시뮬레이션합니다. IDEA StatiCa가 제공하는 공칭 수직 응력 및 전단 응력은 피로 작용(예: LE2)과 기준 하중 케이스 사이의 응력 범위입니다.

예를 들어, 특정 위치에서의 전단 응력이 기준 하중 케이스에서 50 MPa이고 LE2에서 180 MPa인 경우, 해당 위치의 공칭 전단 응력은 다음과 같습니다:

\[\tau = 180-50=130\, \textrm{MPa}\]

피로 작용으로 인한 플레이트의 항복이 없어야 하며, 그렇지 않으면 응력 범위가 왜곡됩니다. 

응력은 다음 항목에 대해 확인할 수 있습니다:

• 볼트
• 용접
• 플레이트

볼트

볼트에서의 응력은 힘을 해당 면적으로 나누어 간단히 결정됩니다:

• \(\sigma = F_t / A_s \)
• \(\tau = V / A \)

여기서:

• \(F_t\) – 볼트의 인장력
• \(A_s\) – 볼트의 인장 응력 면적
• \(V\) – 볼트의 전단력; 전단면이 여러 개인 경우 가장 큰 전단력을 사용
• \(A\) – 전단에 저항하는 볼트 면적; 전단면이 나사부를 통과하는 경우 인장 응력 면적, 그렇지 않은 경우 총 단면적

용접

CBFEM(구성요소 기반 유한요소법)의 용접은 플레이트를 연결하는 다점 구속 조건을 가진 용접 요소로 구성됩니다. 용접부의 응력 분포는 구속 조건에 의해 교란되므로, 응력은 용접 토우에서 레그 크기의 1.5배 위치에 있는 단면에서 취합니다. 양면 필릿 용접의 경우 세 개의 단면이 생성됩니다. 두 단면은 동일한 상세 등급에 속하며, 더 큰 응력을 받는 단면만 표시됩니다. 최대 수직 응력과 동일 위치에서의 해당 전단 응력, 그리고 최대 전단 응력과 동일 위치에서의 해당 수직 응력이 표시됩니다.

버전 22.0의 피로 해석 개선 사항도 참조하십시오.

플레이트

플레이트의 응력은 작업면(Workplane) 제작 작업을 통해 사용자 정의 단면을 생성하여 시각화할 수 있습니다. 아래 그림에서는 볼트 구멍 주변의 응력을 확인하기 위해 두 개의 작업면이 생성되었습니다. 최대 수직 응력과 동일 위치에서의 해당 전단 응력, 그리고 최대 전단 응력과 동일 위치에서의 해당 수직 응력이 표시됩니다.