1. 해석이론
1.1 정적 구조해석이란?
정적 구조해석(Static Structural Analysis)은 외부 하중이 가해졌을 때 구조물의 변형, 응력, 변형률을 분석하는 해석 방법입니다. 일반적으로 시간이 경과함에 따라 하중이 변하지 않는 경우를 가정하며, 제품의 안전성을 검증하는 데 활용됩니다.
1.2 정적 구조해석의 주요 원리
평형 조건: 구조물에 작용하는 모든 외력과 반력이 평형을 이뤄야 합니다.
변형률-응력 관계: 후크의 법칙을 바탕으로 한 재료의 변형 특성을 고려해야 합니다.
재료 비선형성 고려: 고탄성 소재나 플라스틱 변형을 고려해야 하는 경우 비선형 해석이 필요합니다.
1.3 정적 해석의 핵심 과정
하중 및 구속조건 설정
유한요소 모델링(FEM) 적용
해석 결과(응력, 변형, 반력 등) 확인
해석 결과 검토 및 최적화
2. 단위계와 기본물리량
2.1 단위계의 종류
솔리드웍스 해석에서는 다양한 단위계를 지원하며, 사용 목적에 따라 적절한 단위계를 선택해야 합니다.
SI 단위계(국제단위계): N(힘), Pa(압력), m(길이), kg(질량)
IPS 단위계(인치-파운드-초): lbf(힘), psi(압력), in(길이), slug(질량)
CGS 단위계(센티미터-그램-초): dyne(힘), barye(압력), cm(길이), g(질량)
2.2 기본 물리량과 적용 예시
힘(Force, N 또는 lbf): 물체에 가해지는 외부 작용
압력(Pressure, Pa 또는 psi): 단위 면적당 작용하는 힘
변형률(Strain, 무차원): 재료가 변형된 비율
응력(Stress, Pa 또는 psi): 단위 면적당 발생하는 내부 저항력
3. 규격의 표준화
3.1 구조해석에서 표준화의 필요성
정적 구조해석에서 표준화된 규격을 따르는 것은 결과의 신뢰성을 높이고, 국제적인 호환성을 확보하는 데 중요합니다.
3.2 주요 표준화 기관
ISO(국제표준화기구): 글로벌 표준
ASTM(미국재료시험협회): 재료 특성 표준
ANSI(미국국가표준협회): 산업 표준
JIS(일본공업규격): 일본 산업 규격
KS(한국산업규격): 한국 표준
3.3 표준 규격 적용 예시
볼트 및 너트의 규격: ISO 898-1
강철 재료의 기계적 성질: ASTM A36
용접 및 접합 규격: AWS D1.1
4. 결론
정적 구조해석에서는 정확한 해석이론을 이해하고, 적절한 단위계를 사용하며, 표준화된 규격을 적용하는 것이 중요합니다. 이를 통해 제품의 안정성과 신뢰성을 확보하고, 해석 결과의 신뢰도를 높일 수 있습니다.
솔리드웍스 정적구조 해석 실무: Support Rack, H Beam, Flange Bolt Assembly, Wave Solder Assembly
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