[구조해석 실무] 해석프로그램과 용접부 응력 특이점, 피로파괴의 상관관계

건설기계 관련 구조해석 이나 용접물 FRAME 구조해석을 진행하다보면 직각 모서리 부분이 빨갛게 터지는 것으로 나올 때가 많다. 그럴 때면 어떻게 해야 하나 멘붕이 오기 마련인데, 놀란 마음을 달래고자 철판의 두께를 20T, 30T로 키워보곤 한다.

하지만 여전히 모서리 부분은 빨갛다. 1. 해석의 함정 : 응력 특이점(Stress Singularity) 이 현상은 실제 장비가 부서진다는 뜻이 아니라, 유한요소해석(FEA) 프로그램이 가진 수학적 한계 때문에 발생하는 응력 특이점이다.

해석 프로그램은 형상이 완벽한 직각일수록 응력을 무한대로 계산하는 경향이 있다. 실제 기계 가공품이나 용접 비드는 완벽한 지각이 아니라 미세한 곡률을 가지고 있지만 CAD에서 편의상 그린 직각 모서리를 그대로 받아들여 수학적 오류를 일으키는 것이다.

따라서, 설계자는 빨간 점을 보고 철판 두께를 두껍게 하는 행동을 하지 않아야 한다. 대신, 위험한 구조적 휨인지, 로컬 응력 집중인지 걸러내는 눈을 가져...