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제목
FED14 웨이브스프링 연산 문의
기술문의
작성자
PiON
작성일
2020-12-08 07:30
조회
150
답변완료
Q1) FED14로 연산한 결과 아래와 같은 에러가 뜨는데, 이유 및 대책은? (.f14 파일첨부)
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Warning: sig.c > sig.adm
Origin : Bending stress on block (Lc=t) is higher than permissible bending stress.
Remedy : Be sure that maximum spring travel sn will not be overridden.
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Ans.)
View -> Printout 보면, 밀착장 Lc에서의 굽힘응력(σc)이 허용굽힘응력(σz)보다 높으니 주의하라는 건데요..

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bending stress sigmac              MPa      1738
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adm. bending stress sigmaz    MPa      1611

EDiT -> Calculation Method -> Warnings:Hide Warnings‘ 에 체크하면 무시해도 되는 수준의 경고는 뜨지 않으며, 무시해선 안되는 반드시 설계수정이 필요한 경고는 여전히 뜹니다.



경고 해결책은, 설계조건을 바꿀 수 있다면 여러 방법이 있겠죠: 웨이브수 z를 하나 줄여도 되고(3.5 -> 2.5로), 또는 smalley에 따른 R값으로 선택,..등등. 연산에 따른 굳맨선도를 보면 응력치가 천만싸이클 안에 있기에 피로수명은 충분합니다. 현재 입력조건도 문제는 없죠.

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lifetime load cycles      N        > 10 Mio.
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fatigue life                     tN      fatig.resisting
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참고로, 대다수 헥사곤 소프트웨어는 만약 설계에 문제 있는 경우, 3가지 메시지가 나옵니다:
  • Fatal Error: 아예 설계데이터 자체가 말이 안되는 값을 입력한 경우입니다. 이 경우 정확한 데이터를 입력합니다.
  • Error: 입력한 조건으로 연산하면 안전율등이 너무 낮아서 빠른 시간내에 부품이 손상되는 경우로 문제가 됩니다. 소재변경,치수 또는 입력조건 조정,..등 반드시 조치를 취해서 에러가 없도록 합니다.
  • Warning: 약간의 조건이라도 어긋나면 경고메시지가 뜹니다. 예를들어, EN표준규칙에 따라 설계한 경우도 그 규칙조건에서 벗어나면 경고가 뜨는 겁니다. 따라서, 이 경우는 중요한 경고를 제외하고는 무시해도 되는 경우가 많습니다.



Q2) 또 다른 데이터로 연산결과, Error: Sigma2 > SigmaO 로 나오는데, SigmaO 가 가르키는게 어떤건지 모르겠습니다. (.f14 파일첨부)

Ans.)
* 스프링 관련 Q&A 참조: www.gopion.kr -> 기술지원 -> 질의/응답 -> 2019년 12월 이전자료 -> FED 로 검색!
* 독일어 색인 의미: o=oben(;upper 상부), u=unten(;lower 하부), z=zulaessig(;permissible 허용), h=hub(;stroke 스트로크)
따라서, 굳맨선도에서 σo 는 상부 굽힘응력, 즉 선도에서 보면 수평선입니다. σ2는 L2 위치에서의 굽힘응력

Q3) GOODMAN CHART 우측에 응력값 Sigma 중에 σz = 1611 N/mm 는 알겠는데, 아래 3가지와 σz와의 상관관계를 모르겠습니다.


σoz = 1464 N/mm
σoz‘ = 1185 N/mm
σhz =502 N/mm

Ans.)
σoz‘ 는 피로강도안전율(fatigue strength safety)에 대한 응력. 즉, 녹색선(10 Mill.cycles)과의 교차점 값입니다.
σh = σoz – σq1(;σ1 * 응력계수 q(;D/d 비율에 따른 인자))
σhz = σoz’ – σq1
σz 와 σoz 는 최대 정적 굽힘응력. 약간 차이가 있는데, σz는 표에서 얻어지고, σoz 는 피로선도(fatigue diagram)에서 얻어집니다.

Q4) View -> Printout 결과값에서, ‘fatigue life(f=1HZ)   tN   h   64’ 가 의미하는것 좀 설명 부탁드립니다.

Ans.)
EDiT -> Application 에서 설정한 Hz로 표시되는 응력싸이클 진동수(;주파수)에 따른 기대수명을 시간으로 출력합니다. (gopion.kr -> HEXAGON -> 설계연산지침 -> FED1+: Application 내용참조) 즉, static 아닌 dynamic 선택한 현재 조건에서 진동수 f=1Hz에서의 기대수명은 64시간 이라는 거죠. 바라는 tN 결과치가 fatig.resisting 이면 내구성에 문제 없겠죠..?

응력타입(type of stress):
정적이거나 준정적(static or quasi-static)응력, 동적(dynamic) 응력. 스프링이 10000(1E5) 하중사이클 이상이면 동적 응력 적용.

진동수(Frequency) 1/s:
만일 스프링의 고유진동수(natural frequency)가 작동진동수에 도달하면 공진(resonance)이 발생! 응력사이클 진동수(혹은 주파수) f 의 단위는 헤르쯔(Hz) 이고, 의미는 1초 동안 발생하는 스트로크(strokes) => cycles/sec. 예) 1분간 스트로크가 720번 일어나면, f = 720/60 = 12 Hz
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