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RecurDyn/DriveTrain을 이용한 기어 시뮬레이션

RecurDyn/DriveTrain은 기어, 베어링 샤프트 등으로 이루어진 드라이브 트레인의 여러 요소들을 손쉽게 모델링하고, 시뮬레이션 할 수 있게 해주는 RecurDyn 기반의 솔루션입니다. RecurDyn/DriveTrain은 GearKS, BearingKS, Shaft, 이렇게 총 3개의 툴킷으로 구성되어 있습니다. 기어, 베어링, 샤프트를 손쉽게 생성할 수 있는 모델러와 이에 특화된 솔버, 그리고 전용 후처리 기능을 이용하여 사용자는 손쉽게 드라이브 트레인 시스템을 시뮬레이션하고 분석할 수 있습니다.

특히 GearKS와 BearingKS의 경우, Gleason사의 KISSsoft와의 기술제휴를 통해 개발되었으며, 이를 통해 RecurDyn의 동역학 해석 솔버와 KISSsoft의 Gear Analytic Contact 및 풍부한 베어링 라이브러리를 활용하여 소음, 진동 평가에 필요한 Transmission Error를 비롯한 다양한 결과를 빠르고 정확하게 계산할 수 있습니다.

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RecurDyn/GearKS는 기어 전용 모델러를 제공하여 Spur,Helical, Planetary 기어에 대한 상세 형상을 고려한 해석을 지원합니다. 이론 기반의 기어 전용 접촉을 통해 정확한 Transmission Error를 예측할 수 있습니다. 또한, 기어 전용 KISSsoft UI를 제공 합니다.

1. 기어 해석에 최적화된 Gear Analytic Contact (SMP 지원)

2. Transmission Error (TE)를 비롯한 다양한 기어 해석 결과 제공

3. 직관적인 기어 모델러

4. Spur Gear와 Helical Gear, Planetary Gear지원

5. 기어 형상 및 치형 상세 모델링 지원

6. 다양한 Tooth Tolerance 라이브러리와 Material 라이브러리를 제공

7. 입력값을 기반으로 기어의 백래쉬(backlash) 자동 계산

8. 내장된 KISSsoft 기어 전용 UI를 통한 상세 모델링 및 해석/후처리 지원

  • 실제 기어 설계에 사용되는 파라미터를 이용한 상세 기어 설계
  • KISSsoft와 RecurDyn 간의 기어 모델 호환 (Z12 Import, Export)
  • 기어 정적 해석 지원 (Static analysis)
  • 기어 치면의 응력 분포를 비롯한 다양한 결과 확인 및 분석 가능


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RecurDyn/BearingKS는 베어링 전용 모델러를 제공하여 총 15가지 타입의 베어링 생성 및 해석을 지원합니다. 또한, 8개 브랜드의 베어링 DB를 제공하고 사용자 정의 파라미터를 통한 베어링 생성도 가능합니다.

1. 직관적인 베어링 모델러

2. 사용자 입력 (User Input) 파라미터를 통한 베어링 생성 지원

3. 15가지 베어링 타입 지원 (ISO/TS 16281)

4. 8개의 글로벌 베어링 브랜드의 DB 제공

  • SKF, IBC, TIMKEN, KOYO, KRW, NSK, FAG, INA
  • 수만가지 이상의 라이브러리를 통한 베어링 생성

5. Ball, Roller의 지름과 정격하중 (load rating) 등으로부터 베어링의 내부 형상 파라미터를 추정하는 기능 제공

6. 매 해석 시간의 베어링 위치/속도/가속도/반력의 해석 결과 제공


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RecurDyn/Shaft는 샤프트 전용 모델러를 제공하여 유연체 빔 요소를 이용한 샤프트의 변형 및 비틀림 해석을 수행할 수 있습니다. 베어링과 기어의 결합 위치에 FDR을 자동으로 생성해주며, 유성 기어를 위한 Planetary Shaft 모델링을 지원합니다. 또한, 샤프트 전용 Scope를 통한 후처리 기능을 제공합니다.

1. 쉽고 편리하게 모델링이 가능한 직관적인 샤프트 모델러

2. 빔(FFlex Beam) 요소를 활용하여 샤프트의 변형/비틀림 해석 지원

3. 입력한 빔 형상 정보로부터 빔 형상을 3D로 시각화

4. 베어링, 기어가 결합될 위치에 RBE (FDR) 자동 생성

5. 유성기어를 위한 Planetary Shaft 모델링 지원

6. 샤프트의 변형 등을 직관적으로 확인할 수 있는 전용 Scope 지원


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RecurDyn/DriveTrain의 6가지 장점


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이론 기반의 Gear Analytic Contact

상세 기어 파라미터를 정확하게 고려

정확한 Transmission Error 예측

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전용 UI를 통한 손쉬운 모델링

기어, 베어링, 샤프트 전용 모델러

기어 전용 상세 모델러 (KISSsoft) 내장

Various Bearing Libraries - RecurDyn DriveTrain

풍부한 베어링 라이브러리

17가지 베어링 타입 지원

총 7개의 글로벌 베어링 DB 제공

( SKF, KOYO, TIMKEN, FAG, IBC, INA, KRW )


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전체 시스템 모델링 지원

MFBD 기술을 이용한

어셈블리의 유연체 해석 가능

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동역학 해석 (Transient Analysis)

Dynamic Transmission Error 평가

다양한 원인의 Gear Misalignment 대응

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다양한 후처리 기능

Transmission Error 확인

Campbell Diagram (Order Tracking)

기어, 베어링, 샤프트의 다양한 결과 확인


RecurDyn/DriveTrain이 제공하는 Gear Analytic Contact의 특징

Transmission Error는 마이크로미터 수준의 대단히 작은 값이기에 정확한 접촉 계산이 중요합니다. 펑션베이는 Gleason/KISSsoft와의 기술제휴를 통해 Gear Analytic Contact을 제공함으로써 정확한 Transmission Error를 예측할 수 있습니다.

  • 상세한 기어 설계 파라미터를 정확하게 고려한 이론 기반 접촉 계산
  • 기어 이빨의 변형 고려
  • 기어 이빨의 Tolerance 고려
  • Dynamic 환경에서 사용 가능한 Contact

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기어 시뮬레이션에 최적화된 기어 접촉 알고리즘


RecurDyn/DriveTrain을 이용한 시뮬레이션 프로세스

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RecurDyn/DriveTrain을 통해 얻을 수 있는 성과

1. 다양한 조건의 해석을 가상환경에서 수행함으로써 시간과 비용 절감

  • 다양한 형태의 기어 상세 설계
  • 여러 종류의 베어링
  • 기어 및 베어링의 위치 변경
  • 여러가지 동작 조건 (회전 속도, 토크)


2. 시험을 하기 어려운 제품에 대한 평가

  • 우주나 심해 환경 등의 극한 상황에서 성능 평가

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  • 미세 부품에 사용되어 계측이 어려운 소형 기어

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3. 드라이브 트레인 시스템의 다양한 성능 평가

  • 기어/베어링/샤프트로 구성된 시스템의 거동 및 특성 파악
  • 기어진동, 샤프트 변형 등으로 인한 영향 분석
  • Transmission Error를 통한 Whine 소음 분석
  • Backlash 등에 의한 Rattle 노이즈 분석
  • 주된 소음원 분석 및 소음 저감을 위한 디자인 검증 ( RecurDyn/Acoustics 필요)

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