Component mode synthesis를 이용한 축소 모델과 유연체 시뮬레이션

소개

"Component mode synthesis를 이용한 축소 모델과 유연체 시뮬레이션"에 대한 내용입니다.

목차

1. 시뮬레이션과 유연체
2. 진동
3. 진동 모드를 이용한 유연체 해석
4. 진동 모드를 이용한 유연체 해석의 활용

본문내용

쇠(Steel)로 된 긴 자(Scale)의 양쪽 끝을 잡고 구부리면 자는 휘어집니다. 상당히 휘어져도 무서움을 무릅쓰고 계속 구부리면 결국 자는 부러질 것입니다. 자를 설계하는 사람은 이 자를 얼마나 쉽게 또는 어렵게 휘어지게 할지를 결정해야 하고, 부러지는 정도는 얼마나 되게 할 것인지도 동시에 결정해야 합니다.

다리를 예로 들어 보겠습니다. 어느 다리에 무거운 트럭이 여러 대 올라갔습니다. 그걸 본 사람들은 다리가 무너지지 않을지 걱정했습니다. 다행히 다리가 부서지지는 않았지만 트럭이 지나갈 때 다리가 상당히 출렁거려서 운전하던 사람이 사색이 되었습니다. 이 다리는 어쨌든 무거운 트럭이 올라가도 부서지지 않았으니 설계에 문제가 없는 것일까요? 그렇지 않습니다. 앞의 자의 예와 마찬가지로 설계자는 다리에 어떤 무게가 올라갔을 때 어느 정도만 변형되게 할 것인지, 그리고 어느 정도의 무게까지 버티게 할 것인지를 설계에 반영했어야 합니다. 다리가 무너지지는 않았지만 과도한 출렁거림이 발생한 이 다리는 좋은 설계라고 보기 어렵습니다.

여기서 부서지느냐 마느냐는 강도(Strength)의 문제이고 얼마나 휘어지느냐는 강성(Rigidity)의 문제입니다. 강도와 강성이 각각 서로 다른 기준이기는 하지만 모두 만족되도록 설계해야 합니다.

1. 시뮬레이션과 유연체

설계한 제품을 직접 만들어서 시험하지 않아도 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하면 강도(얼마나 부서지지 않고 버티는지), 강성(얼마나 휘어지는지)을 확인할 수 있습니다.

과거에는 설계를 할 때 평면 종이에 자와 연필로 직접 선을 그어서 도면을 그렸습니다. 그러다가 컴퓨터에 평면 도면을 그리는 단계를 거쳐 요즘은 컴퓨터에 바로 입체 형상을 그리는 방식으로 발전했습니다. 이렇게 컴퓨터를 이용해서 설계를 하는 것을 CAD(Computer aided design)이라고 합니다.

시뮬레이션은 CAD에서 이미 만들어진 제품의 형상을 사용합니다. 그런데 CAD에서 만든 형상은 겉모습과 질량만 표현할 뿐이어서 얼마나 휘어지는지를 계산하는 데는 사용할 수 없습니다. 그래서 시뮬레이션에서 추가 작업을 해서 휘어질 수 있도록 해 주어야 합니다.

참고자료

· 없음