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[FAQ] 구조체 볼트 검토는 어떻게 할 수 있을까? (1D, 강체 이용방법)

안녕하세요 마이다스아이티입니다.


일반적으로 볼트로 체결된 파트에 대해 볼트를 3D 모델로 생성해 해석을 수행하는 경우는 매우 드뭅니다.

볼트로 체결된 파트의 경우 일반적으로 1D요소와 강체(RBE2)요소를 조합해 해석하는 경우가 많습니다.


브라켓 뒷 벽을 강체로 가정했기 때문에 굳이 1D요소를 함께 사용해 볼트로 표현할 필요는 없습니다.

이런 상황에서는 단순히 강체요소로 브라켓에 체결된 볼트를 단순하게 표현하고 강체의 주절점(중심점)에 구속조건을 정의함으로써

볼트에 가해지는 하중(축력, 전단력)을 해석 결과 중 '반력'을 통해 확인할 수 있습니다.


또한 브라켓 뒤에 존재하는 벽을 무시하고 해석함으로써 브라켓과 볼트(강체)에서 받게 되는 하중을 크게 평가해 보다 보수적인 해석을 수행하는 것이 일반적입니다.

브라켓 뒤에 있는 벽이 사실 브라켓이 Z방향 벽쪽으로 들어가는 것을 지지해주겠지만 벽을 제거함으로써 브라켓이 -Z방향으로 움직이는 것을 허용하고 이때 볼트에 보다 큰 힘이 가해질 것이다라고 해석을 수행하면 볼트를 보다 보수적으로 평가할 수 있게 허용하는 것입니다.

이와 같이 가정할 경우 접촉조건은 전혀 필요하지 않고 선형정적해석만으로 유의미한 결과를 얻을 수 있습니다.


강체 요소를 생성하는 방법은 아래와 같습니다. 종속절점에 볼트와 닿을 것이라고 예상되는 면을 선택해줍니다.


브라켓의 변위, 응력 결과는 해석 수행 후 쉽게 확인하실 수 있으며, 볼트 평가를 위한 해석 결과는 아래와 같이 확인하실 수 있습니다.

볼트 평가를 위해 볼트에 가해지는 하중을 '반력' 값으로 확인하면 되기 때문에 반력 결과를 볼 수 있도록 아래와 같이 '해석 결과 추가...'를 통해 X, Y, Z방향 반력을 추가합니다.



보내주신 모델에서 볼트의 축력(인장력)은 Z방향 반력 값으로 확인할 수 있고,

전단력의 경우 X방향 구속력, Y방향 구속력 결과를 조합해서 확인해야하므로 아래와 같이 두 결과를 조합해야합니다.



일반적으로 볼트에 대한 평가는 국소 부위의 응력으로 평가하는 것이 아니라 볼트의 평균 부재력으로 평가하기 때문에 3D 모델을 사용하지 않고 위와 같이 평가합니다.


1D요소와 강체요소를 함께 사용해 볼트를 표현하는 방식은 아래 영상을 참고해보시길 바랍니다. 



감사합니다.