랜덤 반응 피로해석: PSD 해석

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Altair OptiStruct에서는 PSD (Power Spectral Density) 해석을 위한
피로 손상 (OS-fatigue)을 계산합니다. 이를 랜덤 반응 분석이라고 하며
모재와 용접 모두에 사용할 수 있습니다.

랜덤 반응 피로 해석
랜덤 반응 피로 해석은 부품에 피로로 인한 고장 가능성을 통계적으로 산출하는 계단식 해석(모달, 주파수 반응, 랜덤 반응)의 결과입니다.
photo-2 이는 자동차 업계에서 공통적으로 적용되고 있습니다. 아래 그림과 같이 차량 섀시는 수십만 마일의 작동을 견딜 수 있어야 합니다.
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PSD 인풋 프로파일
차량은 수명 주기 동안 수많은 하중을 받습니다. 시스템 수명 동안 이러한 하중이 계속해서 발생되면 피로 장애가 발생할 수 있습니다. 이러한 상황은 주로 자동차가 움직였을 때 자주 일어나는 상황입니다.

데이터 수집이 필요하지만 직접 솔루션에 대한 입력 프로파일을 개발하는 것은 비실용적이고 불필요합니다. 더 좋은 방법은 다이나믹 듀티 사이클에서 통계를 특성화할 수 있는 데이터를 수집하는 것 입니다.

그다음 데이터를 사용하여 가속 스펙트럼 또는 PSD 프로파일을 생성할 수 있습니다.

피로 재료 속성
랜덤 반응 해석에는 모달 해석을 실행하는 데 필요한 모든 동일한 재료 특성이 필요합니다. 피로 손상 값을 계산하려면 재료 정의 카드(MAT1)에 피로 재료 속성을 추가해야 합니다. 모든 피로 특성을 모르더라도 쉽게 수행이 가능합니다. Altair HyperMesh에서 최대 인장 강도, 항복 강도 및 재료 유형을 알고 있으면 피로 재료 특성을 추정할 수 있습니다.

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위의 이미지는 알려진 피로 재료 특성을 직접 입력하거나 추정하는데 사용할 수 있는 팝업 창을 보여줍니다. 최종 검증 전에 정확한 재료 특성을 확보하는 것이 중요하지만 이러한 추정은 문제 영역에 대한 정확한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

결과 이해
PSD 해석은 PSD 입력 프로파일입니다. 이는 시스템이 듀티 사이클 전체에서 경험할 수 있는 가속의 통계적 가능성입니다. PSD에 대한 입력의 임의적으로 입력하므로 결과 또한 임의적입니다. 결론을 그릴 때 몇 가지 유용한 응답이 있습니다.

응력과 변형
응력과 변형은 일반적으로 RMS (Root Mean Squared) 결과의 표준편차로 표시됩니다. 응력 윤곽에 1 시그마 RMS 값이 표시되면 시스템 듀티 사이클의 68 % 동안 윤곽 값 이하에 응력이 있음을 의미합니다.

자세한 내용은 (여기)에서 확인해보세요.

감사합니다.

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