작업 4: 분석 수행 및 결과 검토

비선형 정적 응력 학습에서 솔루션이 여러 증분에 대해 계산됩니다. 이 튜토리얼에서는 빔의 압력 하중이 60개 이상의 단계에 점차적으로 적용되므로 시간에 따른 하중 효과를 확인할 수 있습니다.

이 작업에서는 다음을 수행합니다.

• 학습 해석

• 빔이 축소될 가능성이 있는지 확인

• 안전계수가 1 미만으로 떨어지는 시점 식별

• 폰 미세스 응력 결과를 검토하여 지지 빔이 하중을 받을 때 응력이 어떻게 변경되는지 확인

• 변위 결과를 조사하여 변위가 기하급수적으로 증가하기 시작하는 시점 식별

  

  구속조건 및 하중이 적용된 지지 빔 모형(왼쪽) 및 비선형 정적 응력 안전계수 결과(오른쪽).

필수 조건

• 작업 3이 완료되었습니다.

단계

1. 학습을 해석합니다.

   1. (시뮬레이션 작업공간 > 설정 탭 > 해석 패널 > 해석)을 클릭하여 해석 대화상자를 엽니다.
      
      주: 사전 확인 아이콘은 초록색 확인 표시를 표시합니다. 이 표시는 경고가 없고 모형을 해석할 준비가 되었음을 나타냅니다.
   2. 해석할 학습을 선택합니다.
   3. 1개 학습 해석을 클릭하여 분석을 실행하고 대화상자를 닫습니다.

      주: 메쉬 및 분석 작업은 몇 분 정도 걸릴 수 있습니다.

   4. 분석이 완료되면 닫기를 클릭하여 작업 상태 대화상자를 닫습니다.

      결과 탭이 자동으로 열리므로 결과를 볼 수 있습니다.

2. 안전계수 결과를 보고, 적용된 하중에서 빔이 축소될 가능성이 있는지 여부를 확인합니다.

   1. 학습 솔루션이 처음으로 완료되면 60단계의 안전계수 결과가 표시됩니다. 그러나 솔루션을 다시 실행하면 가장 최근에 본 결과가 완료 시에도 유지됩니다. 필요한 경우 범례 근처의 결과 드롭다운 리스트에서 안전계수를 선택합니다.
      
      
   2. 슬라이더를 앞뒤로 끌어 하중이 증가함에 따라 안전계수가 어떻게 변하는지 확인합니다. 하중은 단계당 5kN(5kN * 60단계 = 300kN)의 속도로 시뮬레이션 전체에서 선형으로 증가합니다.

      주: 최소 안전계수는 약 0.7이며, 재질의 항복 강도가 현저하게 초과되었음을 나타냅니다. 또한 윤곽선 부품의 큰 부분이 빨간색입니다. 따라서 영구 변형이 확실히 발생했으며 빔은 적용된 하중에 따라 축소될 위험이 있습니다.

3. 안전계수가 1.0 아래로 떨어질 때 이를 식별하기 위해 과도 결과 플롯을 사용합니다.

   1. 플롯 범례 영역에서 단계 슬라이더 오른쪽의 2D 차트 아이콘을 클릭합니다.

      팁: 과도 결과 플롯 제목 막대를 클릭하고 끌어 플롯 창을 다시 배치하십시오. 또한 창의 오른쪽 아래 구석을 클릭하고 끌어 크기를 조정할 수 있습니다.

   2. 그래프에서 시간 표식 선을 클릭하고 끌어 안전계수가 1.0으로 떨어지는 지점을 찾습니다.
      
      
      
      안전계수는 약 26번째 계산 단계에서 1.0을 통과합니다. 이 관찰을 통해 하중은 적용된 하중의 약 43% 또는 130kN에서 임계 상태가 되고 있다는 결론을 내릴 수 있습니다.

      (26단계/총 60개 단계 = 0.433 및 0.433 * 300kN = 130kN.)

   3. 닫기를 클릭하여 그래프를 닫습니다.

4. 폰 미세스 응력 결과를 확인하여 지지 빔이 하중을 받을 때 응력이 어떻게 변경되는지 확인합니다.

   1. 드롭다운 리스트에서 응력 결과를 선택합니다. 표시되는 기본 응력 유형은 폰 미세스입니다.
   2. 단계 슬라이더를 끌어 지지 빔에 하중이 적용될 때 응력이 어떻게 변경되는지 확인합니다.
      
      
   3. 2D 플롯 아이콘을 클릭하여 하중 내역 전체의 최대 폰 미세스 응력을 표시합니다.
      
      
      
      여기에서 슬라이더는 초기 항복이 시작되는 지점을 표시하도록 배치되어 있으며, 이 재질의 경우 이 지점은 약 233.7MPa입니다.

      빔의 비선형 반응을 확인합니다. 하중이 증가하면 빔이 항복하기 시작합니다. 항복이 시작되면 응력 속도가 감소합니다. 이 프로세스 동안 재질은 경화되므로 실제로 더 강해집니다. 빔에 대해 선형 정적 응력 학습만 실행하면 분석 종료 시 빔의 응력만 표시될 것입니다. 재질이 탄성 강성(탄성계수)을 유지할 것으로 예상되므로 예측된 응력이 훨씬 클 것입니다.

      팁: 재질의 기본 특성을 보면 항복 강도가 고급(비선형) 특성 아래에 표시된 초기 항복 응력보다 훨씬 크다는 것을 알 수 있습니다. 그 이유는 기본 항복 응력이 재질 강성이 선형 동작에서 0.2% 간격띄우기된 지점이기 때문입니다. 이 0.2% 간격띄우기는 재질 항복 강도 등급의 일반적인 기준입니다. 비선형 초기 항복 응력은 강성이 탄성계수에서 벗어나기 시작하는 지점입니다. 기본 항복 강도(약 345MPa)를 초과한 후에는 응력 곡선의 기울기가 더 빠르게 변경되는 것을 확인할 수 있습니다.

   4. 닫기를 클릭하여 2D 플롯을 닫습니다.

5. 변위 결과를 확인하여 변위가 기하급수적으로 증가하기 시작하는 시점을 식별합니다.

   1. 범례 근처의 드롭다운 리스트에서 변위 결과를 선택합니다.

      기본적으로 총 변위가 표시됩니다. 선형 학습과 달리, 비선형 학습에서는 실제 변위된 쉐이프가 기본적으로 표시됩니다. 즉, 왜곡이 과장되지 않습니다(과장하도록 선택할 수는 있음). 따라서 변위는 선형 정적 응력 분석에서 흔히 볼 수 있는 것보다 덜 심각합니다. 크게 신경 쓰지 않아도 됩니다. 실제 변위 수를 확인합니다.

      
      
      
      
      예상할 수 있듯이, 최대 변위는 빔의 중간 스팬 근처와 하중이 적용되는 상단 플랜지에서 발생합니다.
   2. 2D 플롯 아이콘을 클릭하여 하중 내역 전체의 최대 총 변위를 표시합니다.
      
      
      
      약 45번째 계산 단계에서 변위가 기하급수적으로 증가하기 시작합니다. 시뮬레이션의 끝 무렵에는 기울기가 매우 가파릅니다. 항복 강도를 초과하는 응력은 확산되어 더 깊이 관통하므로 학습이 진행됨에 따라 빔 체적의 양이 더 커집니다. 따라서 재질이 더 이상 적용된 하중을 지지할 수 없습니다. 명확히 빔은 곧 축소됩니다.

작업 4 요약

이 작업에서는 다음을 수행했습니다.

• 학습을 해결함
• 빔이 축소될 가능성이 있는지 확인
• 안전계수가 1 미만으로 떨어지는 시점 식별
• 폰 미세스 응력 결과를 검토하여 지지 빔이 하중을 받을 때 응력이 어떻게 변경되는지 확인
• 변위 결과를 조사하여 변위가 기하급수적으로 증가하기 시작하는 시점 식별