강체 모드 제거 사용 지침
다음 조건 중 하나에 해당하는 경우 강체 모드 제거를 사용할 수 있습니다.
모형이 완전히 구속되지 않음
즉, 모형의 어떤 부분에도 X, Y 또는 Z 구속조건을 적용하지 않은 것입니다. 모형이 완전히 구속되지 않은 경우 적용된 하중은 균형 또는 불균형 상태일 수 있습니다.
모형이 구속됨
- 또한 구속된 방향으로 작용하는 모든 하중이 균형 상태입니다.
- 또한 모멘트의 합계가 0입니다.
주: 강체 모드 제거는 구속조건을 고려하지 않고 하중을 모형에 추가하여 적용된 하중 및 모멘트를 균형 상태로 유지합니다. 모형이 구속된 경우
- 하중은 강체 모드 제거를 활성화할 때 균형 상태가 아니며 하중과 모멘트의 균형을 유지하기 위해 추가되는 하중은 근본적으로 반력을 변경하므로 결과가 잘못됩니다.
- 강체 모드 제거를 활성화하면 하중 및 모멘트가 균형 상태가 되어 추가 하중이 적용되지 않으며 반력 및 결과도 올바릅니다.
테이블 1: 강체 모드 제거를 활성화해야 하는 경우
| 모형이 구속됩니까? | 구속된 방향으로 힘이 균형을 이룹니까? | 모멘트의 합계가 0입니까? | 강체 모드 제거를 사용할 수 있습니까? |
|---|---|---|---|
| 아니요 | -- | -- | 예 |
| 예 | 예 | 예 | 예 |
| 예 | 예 | 아니오 | 아니오 |
| 예 | 아니오 | 아니오 | 아니요 |
주: 구속되지 않은 방향으로 적용된 하중은 균형 또는 불균형 상태일 수 있습니다.
구속된 모형
예 1: 하중의 균형이 조정되지만 모멘트의 합계는 0이 아님
모형이 수직 방향으로 이동되지 않도록 구속되었다고 가정합니다. 100N의 힘이 해당 방향으로 적용됩니다. 수직 방향의 힘 합계가 0이 되도록 모형의 반대 방향으로 반대 방향의 힘 100N이 있어야 합니다. 구속되지 않은 방향으로 작용하는 하중은 균형 또는 불균형 상태일 수 있습니다.
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| 강체 모드 제거가 활성화되지 않음, 올바른 변형 표시 | 강체 모드 제거가 활성화됨, 잘못된 변형 표시 |
힘으로 인한 모멘트가 0이 아니므로 강체 모드 제거를 사용으로 설정할 경우 결과가 잘못됩니다. 솔버가 회전 가속을 추가하여 불균형 모멘트에 대응하므로 반작용 모멘트는 0입니다.
예 2: 하중의 균형이 조정되고 모멘트 합계가 0임
모형이 수직 방향으로 이동되지 않도록 구속되고 반대 방향으로 100N의 힘이 적용되었다고 가정합니다. (각각 위쪽으로 100N의 힘 하나와 아래쪽으로 50N의 힘 두 개) 이 예에서는 동일한 간격이 유지되므로 세 개의 하중으로 인한 모멘트가 0이 됩니다. 필요한 경우 이 예에서 강체 모드 제거 옵션을 사용할 수 있습니다.
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| 강체 모드 제거가 활성화되지 않음, 올바른 변형 표시 | 강체 모드 제거가 활성화됨, 올바른 변형 표시 |
구속되지 않은 모형
구속되지 않은 모형에서 강체 모드 제거를 사용할 경우 정확한 결과를 얻기 위해 적용된 하중의 균형을 조정해야 하는지 여부를 계속 고려해야 합니다. 예제 3과 4는 두 가지 상황을 보여 줍니다. 한 가지 시나리오는 균형이 맞지 않는 하중으로 좋은 결과를 생성합니다. 다른 시나리오의 경우 정확한 결과를 얻기 위해 하중의 균형을 조정해야 합니다.
예 3: 구속하지 않음 - 불균형 적용 하중이 허용됨
이 예는 균일하게 분포된 힘(F)이 막대의 전체 길이에 적용된 단순 지지 정사각형 막대입니다. 각 끝의 반작용은 (F + W) / 2입니다. 여기서 W는 막대 자체의 중량입니다. 막대 끝에는 반력만 적용할 수 있습니다(빨간색 화살표). 솔버에 의해 적용된 가속은 F + W(파란색 화살표)와 동일한 힘(Fa)을 생성합니다. 이 가속도 힘의 일부는 모형의 모든 요소에서 작용합니다. 적용된 하중에 대한 결과 저항력은 모형의 전체 길이를 따라 균일하게 분포됩니다.
또는 다음 두 작업을 수행할 경우
- 막대 길이에 분산된 힘(F) 적용
- 중력 하중을 활성화하여 중량 하중(W) 생성
그러면 결과는 완전히 구속되지 않은 사례와 동일합니다. 솔버는 FEA 방법으로 인해 발생하는 작은 수학적 불균형에 대응하기 위해 매우 작은 가속도만 적용해야 합니다.
예 4: 구속되지 않음 - 올바른 결과를 위해 균형 잡힌 하중을 적용해야 함
이 예에서는 균형 하중을 모형에 적용하며, 이는 이론적으로 평형 조건을 제공합니다. 솔버는 FEA 방법에 의해 발생하는 경미한 수학적 불균형을 방지할 수 있을 정도로 작은 양의 전역 가속을 적용합니다.
스팬의 중심에 집중된 큰 힘(F, 가운데 빨간색 화살표)을 적용합니다. 중력을 활성화하여 중량 하중(W, 초록색 화살표)을 생성합니다. 마지막으로 계산된 반력을 막대의 끝(바깥쪽 두 개의 빨간색 화살표)에 적용합니다. 하중이 부품의 점, 모서리 또는 작은 영역에서 작용하는 경우 솔버에서 전역 가속을 적용하여 하중을 정확하게 표현할 수 없습니다. 전역 가속도의 분산된 힘과 스팬 중간에 집중된 힘은 동일한 응력이나 변위 결과를 생성하지 않습니다.
