구조해석 썸네일형 리스트형 키(Key)의 설계 기계요소의 키(key)란 무엇일까요? 키의 강도 계산은 어떻게 할까요? 1. 키(Key) 키(key)는 축에 기어, 풀리, 플라이휠, 커플링, 클러치 등과 같은 회전체를 고정시켜 원주 방향의 상대운동을 방지하면서 회전력을 전달시키는 결합용 기계요소입니다. 회전력을 전달하기 위한 힘은 축과 키를 포함한 평면에 직각으로 작용하므로 주로 전단력을 받는 기계요소라 하겠습니다. 키는 일반적으로 단면의 형상이 사각형 또는 원형으로 되어 있으며 축의 재질보다 강도가 크고 단단한 재질이 주로 사용됩니다. 대표적인 재질로는 기계구조용 탄소강인 SM20C ~ SM45C가 주로 사용되고, 탄소강 단강품인 SF540A도 널리 사용되고 있습니다. 2. 키의 종류 키를 용도에 따라 분류하면 아래 그림과 같이 안장키(saddle .. 더보기 너트 설계 - 굽힘강도, 전단강도, 접촉면압력 계산 너트 설계에 고려해야 할 것은 무엇일 까요? 굽힘강도에 의한 너트의 파괴 전단강도에 의한 너트의 파괴 나사산의 접촉면압력 너트의 높이 전체에 나사가 성형되었을 경우 나사산의 수를 n, 나사 피치를 p라고 하면 너트 높이 H의 계산은 아래 식으로 구할 수 있습니다. 나사산은 축하중에 의한 굽힘 또는 전단으로 파괴됩니다. 삼각나사의 경우 굽힘에 의해 파괴된다고 간주하고 사각나사와 사다리꼴 나사는 전단으로 파괴된다고 간주하여 계산하는 것이 일반적입니다. 1. 너트의 굽힘강도 위 그림과 같이 미터 보통나사의 볼트와 너트가 결합된 경우, 인장응력 σt인 볼트에 축하중 Q가 작용하므로 각 나사산의 중앙에 집중하중이 작용하는 것으로 가정할 수 있습니다. 따라서 축하중과 굽힘 모멘트 사이의 관계식을 아래와 같이 나타낼.. 더보기 볼트 설계 (2) - 볼트 체결력 고려, 충격하중 작용할 경우 볼트를 설계할 때 고려해야 할 것은 무엇이 있을까요? 볼트는 여러 가지 조합 하중을 받기 때문에 볼트에 작용하는 하중을 모두 고려하지 않고서는 볼트의 강도와 크기를 결정하기 어렵습니다. 체결면에 대한 정밀도, 나사면의 마찰, 진동 및 충격에 의한 체결의 헐거워짐 등 또한 나사에 추가적인 하중을 작용시키는 요인이 됩니다. 매우 많은 조합 요소들이 존재하므로 볼트를 설계할 때는 사용 목적에 따라 아래와 같이 구분하여 설계합니다. 1. 축하중만 작용하는 경우 2. 축하중과 비틀림 모멘트가 동시에 작용하는 경우 3. 전단하중만이 작용하는 경우 4. 충분히 조여진 볼트에 외력이 작용하는 경우 5. 충격하중만 작용하는 경우 이번에는 4, 5번 문제를 다뤄보도록 하겠습니다. 1, 2, 3번 문제는 아래 링크를 참조해.. 더보기 볼트 설계 (1) - 축하중 비틀림 전단을 받는 경우 볼트의 강도를 나타내는 방법은 무엇일까요? 볼트를 설계할 때 고려해야 할 것은 무엇이 있을까요? 1. 볼트의 강도표시 볼트의 강도를 나타내는 기계적 성질은 KS B 0233, KS B 1002에서 규정하고 있습니다. 볼트의 강도를 간단하게 확인하는 방법은 볼트 머리에 각인된 강도 구분 수치를 확인하는 것입니다. 그림처럼 볼트 머리에는 강도를 표시하는 수치가 있고, 8.8T 와 같이 끝부분에 T를 붙혀 강도 구분 수치를 표현합니다. 강도 구분 8.8의 의미는 소수점 앞의 숫자는 인장강도를 나타내고 소수점 뒤의 숫자는 항복강도를 나타내는데, 그 의미를 정확히 이해하기 위하여 아래를 참조할 수 있습니다. (1) 소수점 앞의 숫자 : 호칭인장강도(MPa, N/mm2)의 1/100을 표시 > [3.6]인 경우 :.. 더보기 응력집중계수의 이해 Stress Concentration Factor 응력집중계수란 무엇일까요? 응력집중계수가 고려된 응력과 단순 손계산으로 계산된 공칭응력의 차이는 어떨까요? 1. 응력집중계수 구조물의 응력집중이란 단면이 급격히 변하는 구멍(hole), 홈(groove), 노치(notch), 필릿(fillet) 부위에서 나타나는 불규칙한 응력분포로 국부적인 큰 응력이 발생하는 현상을 말합니다. 응력집중 현상으로 증폭된 응력 값이 재료의 항복강도를 초과하게 되면 균열이 발생 및 성장하여 구조물의 파괴를 초래하기 됩니다. 이러한 응력집중의 정도를 나타내는 인자로 응력집중계수를 사용하게 되며 응력집중계수 αk는 공칭응력 σn에 대한 최대응력 σmax의 비로 나타냅니다. 때문에 형상적인 특성이 없는 경우가 아니라면 대부분 계산된 공칭응력에 응력집중계수를 곱하여 실제 응력을 계산.. 더보기 볼트 역학과 체결 토크 계산 볼트 역학과 체결 토크 계산 볼트를 체결하기 위해 필요한 힘은 어떻게 계산될 까요? 우리가 볼트를 체결할 때 사용하는 토크렌치의 토크 값의 근거는 무엇일 까요? 볼트를 체결함에 따라 볼트 몸통에 작용하는 인장 응력(예하중, 프리텐션)은 어떻게 계산될까요? 1. 볼트 역학 - 체결력과 토크 볼트를 조이거나 풀 때, 아래 그림처럼 접선 방향의 회전력 P가 작용하고 경사면을 따라 밀어 올리는 과정에서 수직하중 Q가 작용하게 됩니다. 이때의 경사면에 따른 경사각 λ는 볼트의 리드각을 의미합니다. 볼트를 조이는 힘 P는 축 방향에 직각인 유효 지름 d2의 접선 방향으로 작용합니다. 이때 축 방향 하중 Q는 유효 지름의 나선 위에 작용한다고 생각할 수 있습니다. 결과적으로 볼트를 조이는 힘 P에 따라 볼트 몸통에는.. 더보기 등가응력(equivalent stress)의 이해 #조합응력 #모어의 응력원 #등가응력 #상당응력 #본 미세스 응력 #equivalent stress #von-mises stress 1. 응력의 표시, 응력 텐서 물체에 작용하는 응력 상태는 어떻게 나타낼 수 있을 까요? 물체 내의 응력 상태는 일반적으로 3차원으로 분포하기 때문에 미소 직육면체를 가정하고 각 면에 작용하는 좌표축 방향에 대한 응력 성분으로 표시하면 편리합니다. 아래 그림과 같이 물체 내의 임의의 점에 대한 응력 상태를 9개의 성분을 가진 텐서(tensor)로 표시할 수 있습니다. 텐서란, 특정 좌표계에서 정의된 물리량이 변환된 다른 좌표계에서도 그 형태를 바꾸지 않고 사용 가능한 물리량을 말합니다. 이처럼 미소한 임의의 점에 대한 응력 상태를 텐서로 표시함으로써 수식을 쉽고 간결하게 표.. 더보기 응력 변형률 선도 (Stress strain curve) 서론 우리가 구조물을 설계할 때 가장 중요하게 생각하는 부분이 무엇일까요? 과연 이 구조물이 사용 중 파괴될까요? 이러한 물음에 답을 하기 위해 우리는 공학적인 계산을 통해 구조물을 설계합니다. 그에 대한 결과물로 구조물이 파괴되지 않는다는 믿음을 갖게 됩니다. 우리가 설계한 구조물에 작용하는 내력이 300 MPa 임을 알고, 해당 구조물 재료의 항복강도가 320 MPa 임을 안다면 우리는 “이 구조물은 파괴되지 않는다”라는 확신을 갖게 됩니다. 물론 설계에는 안전율의 개념이 접목되어 더 보수적인 설계가 이뤄질 것이지만 기본적인 맥락은 이렇습니다. 항복 이론에 근거한 등가 응력의 계산과 구조물에 작용하는 다양한 내력을 고려해야 하지만, 고체역학 수업이 되므로 생략하겠습니다. 우리가 계산한 내력과 직접적으.. 더보기 이전 1 2 3 4 다음
