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Nov 27, 2023

4가지의 실험적 조사

과학 보고서 12권,

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 7275(2022) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

얇은 벽의 냉간 성형 구조물은 기계 공학에 사용되는 매우 인기 있는 구조 요소였으며 지금도 그렇습니다. 현대 기술과 재료 공학의 발전으로 벽이 얇은 냉간 성형 부품의 다양한 형태를 제작할 수 있습니다. 따라서 벽이 얇은 부품의 경우 기술 가능성, 재료 특성, 하중 및 엔지니어링 요구 사항 간의 조합이 광범위하고 무제한입니다. 본 논문의 목적은 전역 및 국부 좌굴 현상을 기반으로 4점 굽힘 하중을 받는 냉간 성형 C채널 강철 보에 대한 실험적 연구를 수행하는 것입니다. 얇은 벽의 강철 빔에 4점 굽힘 하중을 가하기 위해 특별히 설계된 지지 시스템을 갖춘 테스트 장비가 개발되었으며, 여기서 지지점과 하중은 개방 단면 강철 빔의 전단 중심에 적용되었습니다. 전단중심에 하중과 지지력이 작용하는 개방구간이 있는 얇은 벽의 보에서는 조사된 보가 이상적이지 않아 토크하중을 완전히 제거할 수 없는 것으로 나타났다. 벽이 얇은 개방형 단면 빔은 경계 조건과 기하학적 정확성에 매우 민감합니다. 중력도 작용하고 있습니다. 제시된 연구 방법론은 개선될 수 있으며 다른 개방형 단면의 얇은 벽 빔을 사용하여 테스트할 수 있습니다.

고전적인 야금 단면에 비해 얇은 벽으로 냉간 성형된 구조의 장점은 비슷한 내구성 특성을 가진 구조가 훨씬 가볍다는 것입니다. 또한, 냉간 성형된 얇은 벽 구성 요소는 성형 공정을 고려할 때 제한이 적습니다. 작년의 기술 개발로 강철 부품의 거의 모든 냉간 성형이 가능해졌습니다. 개방형 단면의 얇은 벽 막대와 빔을 사용하는 분석 방법은 Vlasow(1940) 이론에서 유래되었으며, 여기서 작은 변위 가정과 응력과 변형 사이의 선형 특성이 공식화된 수학적 종속성의 기반을 형성합니다. 얇은 벽의 개방형 단면 빔 이론은 긴 쉘 및 플레이트 이론 가정을 기반으로 하며, 여기서 구조적 강성, 전역 및 국부 안정성이 설계 중 중요한 역할을 합니다. 바, 쉘, 플레이트 및 기타 구조의 이론적 안정성에 대한 소개는 Timoshenko 및 Gere1에 의해 설명되었습니다. 요즘에는 엔지니어와 과학자들이 얇은 벽 구조의 강도와 안정성에 관심을 갖는 많은 연구 논문이 있습니다.

열린 단면을 가진 얇은 벽의 빔의 안정성은 Magnucki et al.에 의해 연구되었습니다. 및 Magnucka-Blandzi 및 Zając2. Magnucki et al.3은 논문에서 응용 역학 문제의 안정성 문제를 설명했습니다. 그들은 철근, 보, 구조 철근의 연결 시스템과 같은 기본 구조 모델의 안정성을 설명했습니다. 얇은 직사각형이나 원형의 판과 회전하는 껍질의 안정성을 철저하게 표현했습니다. 그들의 작업에는 열린 단면이 있는 얇은 벽의 빔의 안정성에 관한 장이 포함되어 있습니다. 저자는 분석 연구에 에너지 기반 방법을 적용하여 강철 탱크 문제에 대한 실질적인 문제를 제시했습니다. 그들은 유한 요소법의 적용과 현대적인 안정성 테스트 실험의 실제 사례를 제시했습니다. 얇은 벽 구조의 안정성에 대한 주제는 Anbarasu4, 5에 의해 분석되었습니다. 그는 냉간 성형 강철 얇은 벽 립 채널 좌굴 거동의 결과를 제시했습니다. 실험적, 전산적 연구 방법이 개발되었습니다. 국부, 뒤틀림, 측면, 비틀림과 같은 조사된 좌굴 모드 상호 작용을 수치 모델에 적용했습니다. 극한 저항과 적절한 굽힘 모멘트가 추정되었습니다. Anbarasu5는 연구에서 잔류 응력을 무시하고 변형 경화 없이 탄성 완전 플라스틱 재료 모델을 적용했습니다. 좌굴 모드 간의 상호 작용을 추정한 제안된 해석 공식은 엔지니어에게 흥미로운 설계 도구가 될 수 있습니다.