자습서: 변형 에너지 밀도 해석

정규 모드 해석을 실행하고 변형 에너지 밀도 결과를 조사합니다.

모달 해석을 실행하고 변형 에너지 밀도 결과를 사용하여 질량을 지지하는 단순 브래킷의 디자인을 개선합니다.

다음 사항에 대해 학습합니다.

  • 질량을 지지하는 단순 브래킷에서 일반 모드 해석 실행
  • 변형 에너지 밀도 결과 검토
  • 이 결과에 따라 브래킷의 디자인 변경(질량 추가 없음)
  • 디자인 비교
그림 1. 변형 에너지 밀도 해석 결과

자습서의 목적은 다음과 같은 원리를 입증하는 것입니다.

  • 구조가 변형될 때는 영역마다 변형 크기가 달라집니다. 구조에서 변형으로 인한 에너지의 합을 변형 에너지라고 합니다.
  • 고유값은 모달 해석이 수행 될 때 정규화됩니다. 변형 에너지 밀도 결과는 구조물의 어느 부분이 가장 큰 변형을 받고 경직도에 가장 큰 영향을 주는지 판단할 때 사용됩니다.
  • 모달 해석에서 고유 진동수를 증가시키는 일반적인 방법은 디자인 변경에서 변형 에너지 밀도가 높은 영역을 대상으로 지정하는 것입니다.

모델 검토 및 모달 해석 실행

  1. F7 키를 눌러 데모 브라우저를 엽니다.
  2. 0.0_SED_tutorial.stmod 파일을 두 번 클릭해서 모델링 창에서 파일을 로드합니다. 로드 케이스에서 모델은 하나의 질점과 4개의 고정된 볼트를 가집니다.
  3. 단위 체계 선택기의 표시 단위가 MMKS(mm kg N s)로 설정된 것을 확인하십시오.
  4. 해석 아이콘의 해석 실행을 클릭해서 해석 실행 창을 엽니다.
  5. 다음 설정을 사용하여 정규 모드 해석을 실행합니다.
  6. 요소 크기를 5 mm로 변경합니다.
  7. 정규 모드 수를 3으로 설정하고 로드 케이스 2의 지지부를 사용합니다.
  8. 속도/정확도가 더 빠르게로 설정되어 있는지 확인하십시오.
  9. 실행을 클릭해서 해석을 수행합니다.

변형 에너지 밀도 결과 검토

  1. 해석이 완료되면, 결과를 표시할 실행 이름을 두 번 클릭합니다. (또는, 데모 브라우저에서 0.1_SED_tutorial.stmod 파일을 열고 결과를 확인합니다.)
  2. 첫 번째 정상 모드의 변위 결과를 애니메이션합니다. 모드 형상은 분명히 알 수 있지만, 구조의 어느 부분이 가장 중요한지 아는 것은 어렵습니다.
  3. 결과 유형을 변형 에너지 밀도로 변경하고 레전드 최대 값을 1.0e8 kg/(mm*s2)로 변경합니다.
  4. 이렇게 하면 가장 높은 상대 변형률을 가진 구조 영역이 강조 표시됩니다. 이러한 높은 변형 영역에 재료를 추가하는 것은 일반적으로 고유 진동수를 증가시키는 좋은 방법입니다.

높은 변형 영역에 재료 추가

  1. 지오메트리 리본에서 면 이동 도구를 선택합니다.
  2. 큰 측면 컷아웃을 Z 방향으로 20 mm 이동합니다.
  3. 큰 측면 컷아웃을 Y 방향으로 10 mm 이동합니다. 이렇게 하면 디자인의 질량을 변경하지 않고 높은 변형 에너지 밀도 영역에 재료가 추가됩니다.
  4. 모달 해석을 재실행합니다(또는 데모 브라우저에서 1.0_SED_tutorial.stmod 파일을 열고 해석 결과를 로드합니다). 첫 번째 주파수가 증가된 것을 확인하십시오.
  5. 이제 브래킷의 상단에 있는 두 개의 슬롯을 바깥쪽으로 10 mm 이동합니다. 이렇게 변경하는 목적은 브래킷 상단에서 높은 변형 에너지 밀도 영역 근처의 굽힘 면을 증가시키기 위한 것입니다.
  6. 모달 해석을 재실행합니다(또는 데모 브라우저에서 1.1_SED_tutorial.stmod 파일을 열고 해석 결과를 로드합니다). 첫 번째 주파수가 다시 크게 증가된 것을 확인하십시오.

요약하면, 높은 변형 에너지 밀도를 가진 영역을 대상으로 지정하는 것은 구조의 경직도를 높이기 위한 효과적인 접근법입니다. 이 자습서에서는 첫 번째 모드가 재료 추가 없이 크게 증가되었습니다.