도금 탱크 설계자를 위한 구조 안전성 검증 도구

수조 구조 안전성 검증 및 보강 계산기

이 페이지는 수조의 구조 안전성을 계산하고 보강이 필요한지 여부를 확인하는 데 도움을 줍니다. 아래에서 값을 입력하고 검증을 실행하세요.

수조 안전성 검증 및 보강 계산기

수조 구조 안전성 검증

가로 길이 (mm): 세로 길이 (mm): 높이 (mm): 소재 선택: SUS304 PP PVC 재료 두께 (mm): 허용 변형량 (mm): 안전율: 보강재 소재 선택: SUS304 PP PVC 보강재 규격: 보강재 없음 50x50x2.3t 50x100x2.3t 100x100x3.0t 보강재 수량: 보강재 배치 방향: 가로 방향 세로 방향

수동 계산 수식 설명

이 도구에서는 MathJax를 사용하여 수조의 구조 안전성을 계산하는 과정을 설명합니다. 아래에 주요 계산 단계와 수식을 정리했습니다.

1. 최대 수압 계산

수조 내부의 액체(물)에 의해 발생하는 최대 수압은 다음과 같이 계산됩니다.

$$ p_{\text{max}} = \rho \cdot g \cdot h $$

- \( \rho \): 액체의 밀도 (kg/m\(^3\)) - 물의 밀도는 \(1000\) kg/m\(^3\).
- \( g \): 중력 가속도 (m/s\(^2\)) - \(9.81\).
- \( h \): 수조의 높이 (m).

2. 판의 강성 계산

재료의 탄성 계수(\(E\))와 두께(\(t\))를 바탕으로 판의 굽힘 강성 \(D\)는 다음과 같이 계산됩니다.

$$ D = \frac{E \cdot t^3}{12(1 - \nu^2)} $$

- \( E \): 재료의 탄성 계수 (Pa).
- \( t \): 판의 두께 (m).
- \( \nu \): 재료의 포아송 비율 - 일반적으로 \(0.3\)으로 가정.

3. 초기 변형량 계산 (보강재 없음)

보강재가 없는 경우, 판의 짧은 변 길이 \(a\)에 따른 최대 변형량 \(w_{\text{initial}}\)은 다음과 같이 계산됩니다.

$$ w_{\text{initial}} = \frac{\alpha \cdot p_{\text{max}} \cdot a^4}{E \cdot t^3} $$

- \( \alpha \): 변형량 계수 - 모든 가장자리가 고정된 사각판에 선형 하중이 작용할 때 \(0.0047\).
- \( p_{\text{max}} \): 최대 수압 (Pa).
- \( a \): 판의 짧은 변 길이 (m).

4. 보강재 적용 후 변형량 계산

보강재를 적용한 경우, 유효 경간 \(a_{\text{effective}}\)이 감소합니다. 보강재 배치 방향과 수량에 따라 유효 경간을 재계산하고 수정된 변형량 \(w_{\text{modified}}\)을 계산합니다.

$$ a_{\text{effective}} = \frac{a}{n + 1} $$

$$ w_{\text{modified}} = \frac{\alpha \cdot p_{\text{max}} \cdot a_{\text{effective}}^4}{E \cdot t^3} $$

- \( n \): 보강재 수량.
- 다른 변수는 이전과 동일합니다.

사용 예시

가로 1000mm, 세로 1000mm, 높이 1000mm의 SUS304 재질 수조를 설계할 때, 두께가 3mm이고 허용 변형량이 3mm이며 안전율 1.2를 적용한다고 가정합니다. 보강재가 없는 경우 변형량을 계산하고, 필요하다면 보강재를 적용하여 변형량을 허용 기준 이내로 감소시킵니다.

결론

수조의 구조적 안전성을 보장하기 위해서는 재료의 특성, 판의 두께, 수조의 크기, 보강재의 적용 여부 등을 고려하여 변형량을 계산해야 합니다. 이 도구를 통해 복잡한 계산을 자동화하여 설계의 안전성을 쉽게 평가할 수 있습니다.

도구를 활용하여 안전한 수조 설계를 진행해 보세요. 추가적인 보강을 통해 안정성을 확보할 수 있습니다.