제품개발설계 열응력해석 과제-난로해석

목차

1. 해석목적
2. 해석내용
3. 해석 모델
4. 해석순서
5.해석결과 및 설계의 타당성
6.고찰

본문내용

1. 해석목적
발열로 인해 팽창되는 힘으로 인한 구조물의 변형과 강도적 안정성을 검토하여 응력 집중이 되는 것을 방지함으로 파손이 일어나지 않도록 하며 균일한 응력 분포를 갖도록 불필요한 부분은 없애고 필요한 부분은 더욱 보강하는 최적설계를 유도하는 것을 목적으로 한다.

2. 해석내용
열응력해석
금속은 온도의 고저에 따라서 용적이 변화한다. 온도 상승에서 팽창, 온도 하강에서는 수축한다. 따라서, 금속의 어떤 부분에 온도차가 생기면 고온부의 팽창이 저온부에 의해 방해되며, 거꾸로 저온부는 고온부의 제한을 받는다. 그 결과로서 고온부에는 압축응력이, 저온부에는 인장응력이 발생한다. 이 같은 기구(機構)에 의해서 생긴 내부응력을 열응력이라 한다. 주물에서 온도차를 발생시키는 원인은, 주로 주물 두께가 서로 다르기 때문이다.

3. 해석 모델
해석 모델은 구글(google)에서 검색하여 나온 전기난로 도면을 바탕으로 모델링 했다. 이 제품은 ‘영진 엔지니어링’ 이라는 실제 회사에서 제작하는 제품으로, 실제 형상과 약간의 차이는 존재하지만, 거의 비슷하게 구현하였기에 신뢰도 있는 결과 값을 얻을 수 있을 것이라 생각했다.

4. 해석순서
(1)모델링 및 CAD도면 불러오기
모델링은 제품의 하부와 발열부가 되는 할로겐 관, 너트와 손잡이, 주변 철망과 뚜껑 부위 까지 해서 6가지의 요소를 모델링 했다. 이 요소들을 어셈블리 한 제품은 다음과 같다.
제품의 치수는 모델링하는 과정에서 다소 기본 도면과는 조금 달랐지만, 이는 수업시간에 배웠던 볼트와 너트 간의 접촉을 추가하기 위해 제품에 집어넣었으며, 이는 마지막 보고서인 만큼 해석하는 과정에서 큰 공부가 되었다.

(2)재질선정
① 철망과 뚜껑이 되는 부분은 상단의 사진과 같이 스테인레스 제품인 SUS304를 선정했다.
② 너트와 손잡이, 하단 부분은 일반적으로 사용되는 Alloy Steel을 선정했다.
③ 석영관은 발열이 되는 부분이기 때문에 실제 할로겐 원리의 전기난로에 사용되는 Silicon으로 재료를 선정하였다.

참고 자료

제품개발설계 실습 강의자료
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9D%B4%EC%82%B0%ED%99%94_%EA%B7%9C%EC%86%8C - 이산화규소 녹는점
http://blog.daum.net/_blog/BlogTypeView.do?blogid=0J255&articleno=8486908
- 전기난로 도면
http://www.matweb.com/ - 물성치 확인