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설계 단계에서 예상된 외력이 가해질 때 구조물이 안전한지를 검증할 때 혹은, 효율성을 위하여 경량화가 필요할 때, 강도 향상을 고려할 때 등에 구조해석이 활용됩니다.

RecurDyn의 MFBD 기술을 활용하여 직접 동역학을 고려한 구조해석을 수행할 수 있지만, RecurDyn을 통한 동역학 해석으로 얻어진 결과를 구조해석을 진행할 때 입력하중으로 적용하여 구조해석을 진행할 수도 있습니다.

본 글에서는 RecurDyn Expression을 이용하여 구조해석을 위한 Joint 반력 추출의 일반적인 방법에 대하여 알아보도록 하겠습니다.


RecurDyn에서 동역학 해석을 통해 얻을 수 있는 기본적인 Joint Force 결과는 아래 그림과 같이 Driving Force를 제외한 모든 항목이 Global 좌표계에 대한 힘으로 표현됩니다.

RecurDyn Joint Plot


하지만 구조해석을 위한 하중 조건 추출을 위해서는 구조해석을 수행할 Body의 Local 좌표를 기준으로 추출되어야 합니다. 먼저 어떤 Expression 함수를 사용해야 하는지 알아보도록 하겠습니다.

일반적인 힘과 토크를 추출하는 함수로 FM, FX, FY, FZ, TM, TX, TY, TZ를 사용하게 됩니다. RecurDyn의 Force Entity 또는 Joint Entity가 사용하는 두 Marker를 이용하여 작용력과 작용토크를 반환하는 함수들 입니다. 더욱 자세한 내용은 Expression Handbook (PDF) 을 통해 확인해 보시기 바랍니다.

그럼 아래 그림에 표시된 조인트에 작용하는 X, Y, Z 방향 힘을 추출한다고 가정한다면, 아래와 같이 함수가 구성되어야 합니다. 괄호 안 마지막 Argument에는 구조해석을 진행하려는 Body의 Local Reference Marker를 지정 해 주어야 하는 것입니다.

RecurDyn Joint Force

  • FX(LCA.Marker1, Knuckle.Marker1, LCA.ref)
  • FY(LCA.Marker1, Knuckle.Marker1, LCA.ref)
  • FZ(LCA.Marker1, Knuckle.Marker1, LCA.ref)

그리고 구조해석을 진행하려는 Body에 연결된 여러 Joint에서 힘을 추출 할 때에는 Expression 함수 구성 시 위에서 설명한 마지막 Argument (Referece Marker를 지정하는 부분)에 동일한 Body의 Local Reference Marker를 지정해 주어야 합니다.

이렇게 구성한 Expression 함수는 Request 기능을 이용하여 Plot 그래프로 확인할 수 있습니다. Request를 이용한 Plot 그래프 확인 방법은 아래 글을 참고해 주시기 바랍니다.


입력하중은 구조해석 정확도와 직결되기 때문에 매우 중요한 요소인데요, 동역학 해석을 통해 추출된 하중을 사용한다면 더욱 정확한 구조해석 결과를 얻을 수 있을 것 입니다.