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NFX 기술
[FAQ] 구조해석시 하중조합은 어떻게 할 수 있을까?

안녕하세요. 마이다스아이티입니다.


하중의 동시재하 상황에 대하여 평가하는 방법은 크게 2가지가 있습니다.


1. 해석케이스 정의시 동시재하되는 전처리 단계에서의 하중케이스 정의

2. 각 하중에 대한 절점결과에 대하여 후처리 단계에서의 결과조합


1, 2의 경우 NFX, MeshFree 모두 가능하나, 2는 상세 해석용도의 NFX 에서만 지원하고 있습니다.


문의하신 사항에 대하여 2번으로 정의하는 방법은 아래와 같습니다.

우선 2가지 사항에 대해서 이해해야 합니다.

1) Superposition principle

  : 일반적인 기계제품은 재료 탄성거동 범위에서 해석을 수행합니다. (기울기 E 및 강성 K 불변)

  : 탄성범위에서 선형 기울기가 불변하다면 각기 다른 하중에 대한 변위/응력 결과를 더해서 계산할 수 있다는 접근입니다.

   https://en.wikipedia.org/wiki/Superposition_principle

  : 위의 가정을 기반으로 2번의 결과조합을 가능한 점 유의하시기 바랍니다. 반드시 탄성해석에서만 적용해야 합니다.

  : 문의와 같이 고정하중(1)에 대한 응력 + 지진하중(2)에 대한 응력을 통해 고정하중+지진하중(3)에 대한 응력결과를 계산가능한 것입니다.

2) 피타고라스 정리

  : 문의내용 중 지진하중은 응답스펙트럼 해석시 X, Y, Z 세 방향에 대해 각각 응답값 평가를 위해 별도해석을 수행합니다.

  : 여기서 3방향에 대한 하중을 조합방향으로 합쳐줘야하며, 이때 많이 들으셨던 피타고라스 정리를 사용하게 됩니다.

    

  : 이를 3차원으로 변환한다면? x^2 + y^2 + C^2 = d^2 이라는 정의가 되며, 이를 통해 조합방향에 대한 지진응답값을 계산할 수 있습니다.


위의 두가지를 통해 정리해보자면 조합하중은 아래와 같은 수식으로 계산 될 것 입니다.

Combined stress = Dead load + Seismic load(X^2 + Y^2 + Z^2)


해당 수식은 아래와 같이 NFX > 결과분석 > 사용자정의 수식 에서 사용가능합니다.

아래와 같이 사용자정의 수식에서 각 응력결과를 변수화 해서 수식계산을 통해 모든 절점에서 수식기반 계산된 응력결과를 출력해줍니다.


조합 종류에 따라 변위, 응력, 볼트 축/전단력 등 조합이 모두 가능합니다.


상기내용 확인바랍니다. 날 더운데 건강 항상 조심하세요!