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RFlex 해석을 할 때, 몇 개의 모드를 사용하는 것이 적당할까요?
RFlex 해석 시 사용해야 할 모드의 개수에는 명확한 기준이 존재하지 않습니다.
이론적으로 모드의 개수는 많으면 많을수록 정확한 해에 가까워집니다.
그러나 가까워지는 비율은 선형적이지 않습니다.
쉽게 말해 모드를 30개 사용했을 경우와 300개 사용했을 경우 정확도가 10배 증가하지 않는다는 것입니다.
탄성체의 기계적인 성질은 저주파 모드가 95%이상 영향을 줍니다. 따라서 저주파 영역만으로도 충분히 특성을 나타낼 수 있는 경우 고주파 모드를 사용할 필요가 없습니다. 그러므로 모드의 개수를 선택하는 과정은 공학적인 이해를 바탕으로 하는 것이 바람직합니다.
모드를 몇 개를 사용해야 하는 지가 너무 막막한 분들을 위해서 간단한 팁을 드리자면, 다음과 같이 설명드릴 수 있습니다.
부품의 주파수 특성에 대해 잘 모르는 경우
(사용할 모드의 개수) = (Constraint mode의 개수) + α
이 때, α = (Constraint mode의 개수보다 좀 더 많은 개수의 normal mode)
여기서, constraint mode의 개수는 interface node의 개수에 의해 정해집니다.
따라서 Shell element가 사용된 모델에 대해서 4개의 interface node의 개수를 사용하였다면,Constraint mode의 개수는 24개가 될 것이고, 좀 더 넉넉히 mode를 사용한다면(사용할 모드의 개수) ≒ (24) + ( 5~10개) 정도로 권해드릴 수 있습니다.
초보 사용자분들은 대략 이 정도의 감을 가지고 시작하시면 될 것입니다만, 여기서 조금만 더 살펴보겠습니다.
◾부품의 주파수 특성에 대해 잘 이해하고 있는 경우
만일 위의 권장 사항을 바탕으로 50개의 모드를 사용하기로 했다고 하지요.이 때, 40번째 모드부터 주파수가 10000Hz 이상이라면 어떻게 해야 할까요?
해석이 수행되는 적분간격이 최소 0.0001sec까지 사용된다면 해석이 표현할 수 있는 주파수는 10000Hz일 것입니다.
이 경우 10000Hz를 넘어가는 모드는 해석을 해도 큰 의미가 없습니다.
따라서 10000Hz 이하인 모드(7~40)까지만 선택해서 해석을 수행하는 것이 바람직합니다.
반면, 50번 모드의 주파수가 400Hz라면 어떻게 할까요? 그렇다면, 이 정도 모드만 선택해서는 부족하다고 할 수 있습니다.
이 경우 10000Hz 이상의 모드가 나올 수 있도록 추출하는 모드의 개수를 증가시켜 주어야 합니다. 그래야 보다 정확한 해석을 수행 할 수 있습니다. 물론 무조건 10000Hz가 될 때까지 모드를 증가시킬 필요는 없습니다. 해석 시간을 고려해야 하니까요
요약해보자면, 다음과 같습니다.
물론 여기서 안내한 가이드는 어디까지나 참고 사항이며, 모델의 특성과 해석의 목적 등에 따라 적용 방법은 얼마든지 달라질 수 있음을 다시 한번 강조 드립니다.
참고로 RecurDyn/RFlexGen의 경우, 해석 시에 No. of Normal Modes를 입력하게 되어 있습니다.
