이 섹션에서는 몇 가지 개념 및 절차에 관한 질문에 대해 논의합니다. 여기에서 제공하는 정보는 다이나믹 시뮬레이션을 도구 중 하나로 사용하는 설계자를 돕기 위한 것입니다.
다이나믹 시뮬레이션은 설계 과정 전반에 걸쳐 유용합니다. 다이나믹 시뮬레이션은 다음과 같이 설계를 미세 조정하는 데 도움이 됩니다.
시뮬레이션과 해석을 사용하면 사용 중인 매커니즘 유형에 대한 최적의 쉐이프를 결정하는 데 도움이 됩니다.
알아 두면 도움이 되는 내용은 다음과 같습니다.
구속조건이 접합 작성에 어떻게 기여하는지 알아보려면 다이나믹 시뮬레이션 환경으로 들어가서 자동으로 작성된 접합 리스트를 검토합니다. 그런 다음 다이나믹 시뮬레이션 설정 대화상자에서 자동 구속조건 변환 옵션을 꺼서 자동으로 작성된 접합이 제거되도록 합니다. 그 후에 수동으로 접합을 구성합니다. 나중에 수동 접합을 삭제하고 자동 변환 옵션을 다시 켤 수 있습니다.
구속조건은 조립품에서 구성요소를 상호 관련하여 배치하는 데 사용됩니다. Inventor에서는 이러한 기본 구속조건을 다음과 같은 몇 가지 수정자와 함께 제공합니다.
조립품 환경 내에서는 동작을 검토하기 위해 부품을 끌거나 구속조건을 구동해볼 수 있습니다. 이 경우 형상만 고려되며 속도, 가속도 및 하중과 같은 정보는 사용할 수 없습니다.
다이나믹 시뮬레이션 환경에서는 결과를 얻기 위해 접합을 사용합니다. 접합에서 마찰, 댐핑 및 강성과 같은 다이나믹 매개변수를 정의할 수 있습니다. 접합에는 회전, 각기둥, 구형 등의 표준 접합과 접촉, 롤링, 슬라이딩 등의 고급 접합이 있습니다.
표준 접합은 다음의 세 가지 방법 중 하나로 구축됩니다.
고급 접합은 일련의 선택과 입력을 통해 수동으로 구축됩니다.
시뮬레이션 검색기는 사용자가 해당 특정 접합을 작성하는 데 영향을 주는 구속조건을 볼 수 있도록 조립품 구속조건을 하위 노드로 나열합니다. 대부분의 구속조건 상황에 맞는 메뉴 명령을 사용할 수 있습니다.
구속조건을 편집하면 어떤 일이 발생합니까? 영향을 주는 구속조건을 수정하면 접합과 자유도가 변경될 수 있습니다.
예를 들어 회전 접합은 배치를 위한 축 메이트 및 면 또는 플러쉬 메이트라는 두 구속조건을 가집니다. 구속조건 중 하나가 억제될 때 어떤 일이 발생하는지 살펴봅니다.
접합이 편집됨 | 작업 | 결과 접합 |
---|---|---|
면 또는 플러쉬 메이트가 억제됩니다. | ||
축 메이트가 억제됩니다. |
검색기에서 억제된 구속조건은 구성요소 노드와 함께 표시되고 접합 노드에서 제거됩니다.
구속조건을 표준 접합으로 자동 변환 설정을 끄면 모든 접합이 제거되므로 수동으로 적절한 접합을 작성할 수 있습니다. 수동으로 접합을 작성하려면 접합 삽입 또는 조립품 구속조건 변환 명령을 사용합니다.
설정을 다시 켜면 확인을 클릭할 때 표준 접합이 계산되어 작성됩니다.
구속조건에서 변환되는 접합 리스트는 도움말 컨텐츠에 있습니다. 변환 테이블에 대해서는 접합을 참고하십시오.
부분조립품을 사용할 수 있습니다. 기본적으로 부분조립품은 강체로 간주됩니다. 부분조립품 구성요소 사이에 접합을 작성하려면 조립품을 유연성으로 설정해야 합니다.
조립품을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 유연성을 클릭합니다.
구성요소는 부과하는 동작 및 접합의 자유도를 기반으로 이동합니다. 동작을 부과하려면 다음을 수행합니다.
Inventor 2008의 경우에는 다이나믹 시뮬레이션으로 들어가면 모든 구성요소가 고정 구성요소가 되었습니다. 이는 정의된 접합이 없는 경우에도 마찬가지입니다.
이를 이러한 방식으로 볼 수 있습니다. 조립품 환경에서 첫 번째 구성요소는 기본적으로 고정되어 있습니다. 따라서 구속조건을 적용하기 전에는 어떤 구성요소도 구속되지 않습니다.
다이나믹 시뮬레이션에서 구성요소에 대해 접합을 정의하기까지 모든 구성요소는 고정 구성요소가 됩니다. 접합은 자유도를 정의합니다. 모든 구성요소가 고정해제되어 있으면 시뮬레이션 계산에 엄청난 시간이 소요되면서 잠재적으로 임의의 결과가 생성됩니다.
조립품의 고정 구성요소는 시뮬레이션 환경으로 들어가도 고정 구성요소가 됩니다. Inventor 기본값으로 조립품을 작성하면 고정 구성요소가 조립품에 배치되는 첫 번째 구성요소가 됩니다.
다이나믹 시뮬레이션 환경에서, 구속조건을 표준 접합으로 자동 변환 옵션이 꺼져 있으면 모든 구성요소가 고정 폴더에 배치됩니다. 접합을 추가할 때 자유도를 정의하게 되며, 이로 인해 구성요소가 가동 장치 그룹으로 이동합니다.
구속조건을 표준 접합으로 자동 변환 옵션이 켜져 있으면(기본값) 구성요소가 가동 장치 그룹으로 분산됩니다. 구성요소는 자동 구속조건 변환 엔진이 지정하는 접합을 기준으로 고정 폴더에 남을 수 있습니다.
알 수 없는 힘 시뮬레이션은 연속된 위치를 정적으로 계산하는 것입니다. 접합에 속도가 없습니다. 접합의 마찰 모형은 자유도의 속도에 의존하는 일정한 법칙을 따릅니다(속도가 Null일 경우 마찰 힘은 0.0과 같음). 알 수 없는 힘 시뮬레이션에는 마찰이 없습니다. 같은 이유로 접합의 댐핑도 무시됩니다(속도에 의존). 입력 그래퍼에서 시간 기반의 법칙으로 정의되는 외부 하중은 시간에 대해 항상 동일한 값인 0.0을 갖습니다.
구성요소 만들기 명령으로 작성된 조립품 및 구성요소를 분석할 수 있습니다. 그러한 모형의 다이나믹 시뮬레이션을 수행하는 경우 다음 사항을 고려합니다.
스케치로부터 매커니즘의 모든 부품을 작성할 수 있습니다. 이 경우 다이나믹 시뮬레이션은 가동 장치 그룹의 질량을 1kg으로 설정하고 관성 매트릭스 대각선의 조건을 0.01kg.m²로 설정합니다. 따라서 운동학 결과를 얻기 위해 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다. 다이나믹 결과는 이러한 자동 질량 및 관성을 기반으로 합니다.
1C 롤링 접합은 두 본체 사이에 하나의 구속조건, 즉, 슬라이딩 없는 롤링만 적용합니다. 2C 롤링 접합은 동일한 롤링 구속조건 및 접촉 구속조건을 적용합니다. 1C 롤링 접합은 두 본체가 형상 때문에 이미 접한 경우에 사용됩니다. 두 본체는 매커니즘 구성 때문에 시뮬레이션 동안 접한 상태를 유지합니다. 2C 롤링 접합은 매커니즘의 구성에 따라 두 본체가 분리될 수 있는 경우에 인위적으로 접촉을 유지하기 위해 사용됩니다.
다이나믹 방정식을 풀기 위해 DS 엔진은 시간 단계 자동 변경이 있는 알고리즘을 사용합니다. 매커니즘의 질량(M)과 강성(K) 때문에 필요한 시간 단계는 매우 적을 수 있습니다. 좋은 해상도 정밀도를 얻으려면 시간 단계는 과 같아야 합니다. 강성(K)이 높고/높거나 질량(M)이 낮으면 시간 단계가 적어서 계산 시간이 오래 걸립니다. 질량 및 강성 값을 확인하십시오. 단위가 바뀌는 오류가 많이 있습니다. 예를 들면, 상당한 강성으로 3D 접촉 접합을 사용하면 시뮬레이션 시간이 오래 걸리는 것이 일반적입니다.
과도하게 구속된 매커니즘을 이동할 수는 있지만, 다이나믹 시뮬레이션에서 사용된다고 가정하면 접합에서 계산해야 할 하중(힘 및 모멘트)이 너무 많습니다. 이러한 상황은 접합과 강체 부품에 간격이 없어서 생기게 됩니다. 위치, 속도 및 가속도에 대한 결과는 올바르지만 접합 하중에 대한 솔루션은 고유하지 않습니다. 예를 들면, 회전 접합만 있으며 4개의 바로 구성된 시스템은 과도하게 구속된 것입니다. 회전축은 모형에서 완벽하게 평행이기 때문에 이러한 시스템은 이동합니다. 그러나 접합의 모든 하중에 고유한 솔루션을 제공하는 것은 불가능합니다. 두 회전 접합을 원통형 접합 하나와 구형 접합 하나로 변경하는 경우 매커니즘은 과도하게 구속되지 않습니다. 접합 하중에 대한 솔루션은 현재 고유합니다.
Inventor 2008에서 CRE(구속조건 축소 엔진)가 도입되었으며, 이는 이후 릴리즈에도 계속 포함됩니다. CRE는 조립품 구속조건을 기반으로 표준 접합을 자동으로 생성합니다. CRE는 혼란을 줄이고 작성된 접합을 검색기의 표준 접합 폴더에 배치하는 데 도움이 됩니다.
표준 접합이 자동으로 작성되는 것을 원하지 않는 경우, 다이나믹 시뮬레이션 설정을 활성화하고 구속조건을 표준 접합으로 자동 변환의 선택을 취소합니다. 그러면 모든 접합이 제거됩니다. 그런 다음 원하는 접합을 수동으로 추가할 수 있습니다.
현재로서는 API를 사용하여 다이나믹 시뮬레이션을 구동할 수 없습니다. 그러나 이에 대한 요청이 있다는 것을 알고 있으며 이 요청을 향후 릴리즈의 고려 사항으로 기록해 두었습니다.
다이나믹 시뮬레이션은 동작이 없는 경우에도 접합의 힘과 모멘트를 계산할 수 있습니다. 이 경우 다이나믹 효과는 존재하지 않으며 다이나믹 시뮬레이션은 정적 결과를 제공합니다.
예를 들면, 추를 만들고 회전 접합에서 자유도를 차단한 다음 자유로운 말단에서 외부 힘을 적용합니다. 다이나믹 시뮬레이션은 외부 힘의 균형을 유지하기 위해 접합에서 힘과 모멘트를 갖습니다.
추의 두 번째 말단에서 "점-평면" 접합을 만들어서 추를 잠그고 외부 힘을 적용할 수도 있습니다. 또한 다이나믹 시뮬레이션은 두 개의 접합에서 힘과 모멘트를 갖습니다.
도움이 되는 정보
다음 중 하나가 발생할 때마다 FEA로 내보내도록 식별된 하중이 업데이트됩니다.
시간 단계와 이미지는 별도의 시뮬레이션 출력입니다.
시간 단계는 시뮬레이션을 성공적으로 수행하기 위해 소프트웨어에서 사용하는 단계 수입니다. 소프트웨어는 복잡한 시뮬레이션에 대한 수를 최적화하므로 적절한 데이터를 출력 그래퍼에 사용할 수 있습니다. 시간 단계 수는 항상 지정한 이미지 수와 같거나 지정한 수보다 큽니다. 출력 그래퍼로 이동하여 출력 그래퍼 그래프 창을 클릭하면 지정된 증분 또는 임의의 증분에 대한 시간 단계를 확인할 수 있습니다.
"이미지"는 시뮬레이션을 재생할 때 보게 되는 이미지 수를 나타냅니다. 원하는 수를 지정할 수 있습니다. 기본값은 100/초입니다.
기본 설정(끝나는 시간: 1s, 이미지: 100)으로 1초 시뮬레이션을 실행하면 재생을 위해 100개의 이미지가 생성됩니다. 0.01초마다 하나의 이미지가 사용됩니다. 시뮬레이션을 위한 시간 단계는 100/초가 적절합니다. 복잡한 시뮬레이션의 경우 소프트웨어에서 시간 단계 수를 늘릴 수 있습니다.
접촉 점이 포함된 텍스트 파일을 사용하려면 다음과 같이 파일을 구성합니다.
// 주석 |
파일에 하나 이상의 주석 행을 포함할 수 있습니다. 각 행은 "//"로 시작해야 합니다. 주석 행은 선택 사항입니다. 제공되는 값은 스플라인의 목적을 기입할 수 있는 값입니다. |
[접선] T1 T2 | 시작(T1) 및 끝(T2) 섹터 점에 대해 접촉 값을 지정합니다. 이러한 값은 사용자 인터페이스에 "초기" 및 "마지막" 기울기로 표시됩니다. 값을 제공하지 않으면 내포된 접선 값인 0.0(수평 접선)이 사용됩니다. 주석 행과 마찬가지로 이 행도 선택 사항이지만, 앞서 기술한 대로 접선 값을 입력하지 않는 경우 가정을 세워야 합니다. |
X 1 Y 1 | 점 좌표 리스트로, 필요한 수만큼 점을 나열할 수 있습니다. 행마다 점 하나를 지정합니다. |
예 |
// // 시뮬레이션 입력 스플라인 점 // 값: 접합 토크(N mm) // 참조: 시간 s [접선] -3.40775 -5.27803 +0.000 +0.000 +4.313 +1.510 +7.954 -9.756 +1.000 +0.000 |
기존 스퍼 기어는 최근의 향상된 기능을 반영하지 않으므로 기어 세트를 업데이트하여 이러한 향상 기능을 해당 기어 세트에 적용해야 합니다. 기존 스퍼 기어로 작업할 때 확인 및 수행해야 할 작업 리스트가 나와 있습니다.