[VibrationView] Fatigue Damge Spectrum(FDS) 만들기

 

목차

 

 

 

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FDS 관련 질문

 

 

위 그림은 VibrationView에서 FDS를 제작하는 화면 입니다.

 

Fatigue Damage에서 m과 Q를 값을 정하는 방법은 어떻게 됩니까?

 

 

 

 

답변

 

VR사의 VibrationView를 사용하면 Field Data를 불러서 시간에 가중치를 주어서 FDS(Fatigue Damage Spectrum) 제작이 가능 합니다. 제작된 FDS를 통해 유저 환경이 주는 Damage와 동일하게 시편에 가할 수 있습니다.

 

FDS가 현실세계의 Damage와 유사하게 재현되기 위해서는 m과 Q 값을 제대로 된 값을 입력 해야 합니다. 일반적으로 느슨하게 시험할 경우에는 m=6~8, Q=10으로 입력합니다. In-depth한 분석을 위해서는 m, Q에 대해 시중한 선택이 필요 합니다. 

 

Q 값을 구하기 위해 일반적으로 시편에 Sine Sweep을 걸어서 공진을 찾습니다. Random이 아닌 Sine으로 공진을 찾는 이유는 다른 주파수의 간섭이 없고 Tracking filter를 사용해서 정밀하게 검출이 가능하기 때문에 일반적으로 Sine을 많이 사용 합니다. VibrationView 소프트웨어를 사용하시면 Primary의 공진에서 Q factor를 자동으로 계산 해 줍니다. 

 

일반적으로 Q factor가 미치는 영향은 m에 비하면 크지는 않습니다. 특징은 Q factor가 크면 주파수 filter가 좁아져서 정밀해져 Sharp Peak 값을 더 잘 표현해 줄 수 있습니다.

 

 

m값을 구하기 위해서는 시편의 SN 그래프(Stress to Number of Cycle, SN Curve)가 필요 합니다. SN Curve를 만드는 방법은 동일 시편을 여러개 만들어서 다양한 Grms에서 시험하면서 Failure가 발생하는 지점의 Number of Cycle을 표기하는 것입니다. 

 

 

위 그림은 VRC에서 제작한 SN Curve로 위 그림을 클릭하시면 엑셀을 다운 받을 수 있습니다. SN Curve는 Log-Log 로 Plot 됩니다.

 

 

충분한 데이터가 쌓이면 SN Curve 를 통해서 기울기 정보 b를 얻을 수 있습니다. 그리고 m은 m = (-1/b)*SF 로 구해 집니다. 여기서 SF는 MIL-STD-810H에 따라 결정 할 수 있습니다. 일반적으로 랜덤파형에서는 0.8을 사용하고 사인 파형에서는 0.6을 사용 합니다. 

-1/b 는 "Fatigue Strength"라고 표현하고 Fatigue Strength가 커질 수록 Stress 가 빠르게 증가 합니다.

 

비록 m 값이 SN Curve의 영향을 많이 받지만 Fatigue는 표면 처리(Surface finish), 가공 방식(Treatment), Stress Correction, 탄소, 소성 비율 등에 의해서도 영향을받습니다. 

 

VibrationView에서는 SN Curve의 요소로만으로 m을 결정했다는 점을 유의해서 사용하시면 됩니다. 

 

아래는 VR에서 제공하는 m 값 입니다. 참고 하시면 됩니다.