고급 불완전 구속 바디 방법은 시뮬레이션 중 불안정성으로 인한 모델의 강체(또는 자유) 모드를 계산하고 표시합니다.
SOLIDWORKS Simulation Professional 및 SOLIDWORKS Simulation Premium에서 사용할 수 있습니다.
불완전 구속 바디 고급 감지 방법은 유한 요소 모델과 연관된 강성 행렬을 축소된 크기의 강성 행렬(일반적으로 바디당 3개의 평행이동 자유도와 3개의 회전 자유도 포함)로 변환합니다. 그런 다음, 원래 수식과 동등한 축소 시스템의 불완전 구속 모드를 계산합니다.
전역 강성 행렬을 축소된 크기의 강성 행렬로 변환하는 작업은 다음과 같이 수행됩니다.
- 각 바디의 평행이동 및 회전 동작을 나타내는 각 바디의 6개 자유도를 갖는 하나의 대표 노드(참조점) 도입
- 원래 자유도를 대표 노드의 자유도로 대치하여 요소 강성 행렬 변환
- 변환된 요소 강성 행렬을 조립하여 축소된 크기의 강성 행렬 결정
장점
해결 시간이 훨씬 더 빠릅니다. SOLIDWORKS Simulation Standard에서 실행하는 데 몇 시간씩 걸리는 모델에서도 강체 모드를 감지하는 데 몇 초 밖에 걸리지 않습니다. 축소된 강성 행렬에 대해 수행되는 특이값 분해(SVD) 기법을 채택하여 성능을 개선하였습니다. 축소된 강성은 경계 조건, 본드 결합 및 접촉 상호 작용 또는 커넥터에서 시작되는 바디 사이의 인터페이스 곡면 상호 작용에서 계산됩니다.
다음은 축소된 강성 행렬의 예입니다.
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| 각 바디는 강성 행렬에서 하나의 참조점으로 축소됩니다. 전역 강성 행렬은 수십만의 자유도에서 단 18개로 축소됩니다(3개의 바디 x 6개의 자유도). |
고급 방법에서는 바디 간 상호 작용에서 발생하는 강성을 고려합니다. 바디 1과 2가 접촉하므로 이 방법은 참조점 사이의 강성 효과를 고려합니다. 이 방법에서는 경계 조건에서 발생한 강성(예: 바디 1과 지면 사이의 강성)도 고려합니다. |
SVD 기법은 축소된 강성 행렬을 3개의 행렬로 분해합니다.
U 벡터와 V 벡터는 서로 직교하며 변위 필드의 형태를 기술합니다. 중간 행렬은 대각선 행렬입니다. 대각선 항이란, 바디 사이 또는 바디와 지면 사이 링크의 상대적 강성을 나타냅니다. 대각선 항 중 하나라도 0이거나 0에 가까우면 이는 강체 모드를 나타냅니다.
SOLIDWORKS Simulation Standard는 큰 원래 강성 행렬에서 수행하는 LU 분해 기법을 기반으로 해석을 수행합니다. 이 경우 해석에 더 많은 시간이 걸립니다.
전체 어셈블리의 구속되지 않은 변위의 애니메이션을 볼 수 있습니다.
사선 방향으로 움직이는 평행 이동 또는 회전을 볼 수 있습니다. SOLIDWORKS Simulation Standard에서는 전체 방향의 자유 동작만 볼 수 있습니다.