압축 공기 에너지 저장(CAES)용 강철 탱크의 법의학적 분석 결과 표면에 비정상적인 돌출부가 발견되었습니다. 주요 가설은 급속 압축 단계에서 과도한 열 부하 사이클로 인해 유발된 소성 변형을 지목합니다. 이를 확인하기 위해 Geomagic Control X를 사용한 비교 3D 스캐닝과 ANSYS Mechanical을 사용한 유한 요소 시뮬레이션의 이중 워크플로가 구현되어 회복 가능한 탄성 변형과 재료의 영구 손상을 구별할 수 있습니다.
법의학적 워크플로: 포인트 클라우드에서 피로 모델까지 🔍
프로세스는 Leica Cyclone 스캐너를 사용하여 탱크의 실제 형상을 캡처하여 고밀도 포인트 클라우드를 생성하는 것으로 시작됩니다. 이는 Geomagic Control X로 가져와 공칭 CAD 모델에 대한 표면 편차 분석을 수행합니다. 벽 두께의 0.5%를 초과하는 편차가 있는 영역은 소성 변형 후보로 식별됩니다. 그런 다음 변형된 영역의 메시를 추출하여 ANSYS Mechanical로 전송합니다. 여기서 ASME BPVC 피로 표준에 따른 강철 거동을 시뮬레이션하기 위해 실제 열 사이클(온도 구배 및 내부 압력)의 경계 조건이 적용됩니다. 시뮬레이션은 등가 폰 미세스 응력과 누적 소성 변형을 계산하고, 그 결과를 스캔의 실제 측정값과 대조하여 가설을 검증합니다.
열 피로 및 자산 재사용 ⚙️
측정된 돌출부와 시뮬레이션된 소성 변형장 간의 상관 관계는 급속 압축 사이클 동안 강철이 항복 한계를 초과했음을 확인합니다. 이 발견은 열 피로가 잔여 수명을 감소시켰기 때문에 어닐링 처리 또는 직접 교체 없이 탱크 재사용을 배제합니다. 3D 스캐닝과 FEM 시뮬레이션의 통합은 고장을 진단할 뿐만 아니라 CAES 시스템의 향후 부하 사이클에 대한 예측 검사 프로토콜을 수립합니다.
3D 스캐닝과 FEM 시뮬레이션의 통합은 강철 CAES 탱크의 비정상적인 돌출부로 이어진 소성 변형 이벤트의 정확한 순서를 어떻게 밝혀낼 수 있습니까?
(추신: 재료 피로는 시뮬레이션 10시간 후의 당신과 같습니다.)