원통형 중공롤러의 응력 및 변형거동에 관한 유한요소해석

Abstract

본 연구에서는 원통형 중공롤러의 응력과 변형거동 안전성을 FEM으로 해석하고, 그 계산결과를 기초로 과도 설계 여부를 고찰하였다. 중공롤러의 강도에 관련된 응력해석 결과에 따르면, 중공롤러를 지지하는 베어링을 설치한 인근에서 발생한 최대응력 39.8MPa은 구조용 강재의 항복강도인 250MPa 대비 15.9% 수준으로 과도한 설계로 평가될 수 있다. 또한, 원통형 중공롤러의 전체 길이 대비 중간 스팬부에서 발생한 최대 변위량 0.032mm는 중공롤러의 전체 길이와 두께에 견주어 볼 때 충분히 안전하다할 수 있다. 결국, 강도와 변형거동에 대한 FEM 해석결과에 의하면, 현재의 원통형 중공롤러 FEM 해석모델은 과도하게 설계되었다고 분석된다. The stress and deformation behavior safeties of cylindrical hollow rollers have been analyzed by the finite element method, and investigated for over design capability based on the computed results. According to the stress analysis result which is related to the strength of a hollow roller, the maximum stress of 39.8MPa in which is operated near the bearing for supporting a hollow roller structure is overestimated design as 15.9% level compared with a yield strength, 250MPa of a steel material. And the maximum deformation of 0.032mm in which is operated at the middle span of a total length of cylindrical hollow rollers is very small and sufficiently safe compared with a total length and a thickness of a hollow roller. Thus, the FEM computed results for a stress and deformation indicate that a current FEM analysis model of cylindrical hollow rollers is over designed.