연구 맛집

볼트와 너트를 체결할 때 흔히 체결 토크(Torque)만 생각하기 쉽다. 하지만 실제 제품에 작용하는 힘은 토크만으로 설명하기 어렵다. 1. 체결 토크가 모두 부품에 전달되는 것은 아니다 너트를 돌려 토크를 가하면 그 힘이 그대로 부품에 비틀림 하중으로 전달되는 것이 아니다. 체결 과정에서 토크는 나사산과 너트 좌면의 마찰 등에 사용되고, 결과적으로 볼트에는 축력(Axial Force)이 발생한다. 쉽게 말하면, 너트를 돌리는 힘 → 볼트와 너트가 서로 당기는 힘 → 체결물을 눌러주는 힘 으로 이어진다. 따라서 실제 체결 상태를 단순히 "몇 N·m의 토크를 받는다"만으로 판단하면 실제 하중 상태와 차이가 발생할 수 있다. 2. 실제 조립에서는 압축력도 중요하다 볼트와 너트 사이에 철판이나 와셔, 사출물..

자동차 부품이나 플라스틱 제품을 개발하다 보면 종종 이런 상황이 발생합니다. 구조해석에서는 문제가 없었는데 실제 시험에서는 제품이 파손되는 경우입니다. 이때 단순히 "해석이 틀렸다"고 판단하기보다는 해석 모델과 실제 제품, 시험 조건 사이에 어떤 차이가 있는지 하나씩 확인해볼 필요가 있습니다. 1. 해석 조건이 실제 제품과 같은지 확인 가장 먼저 해석 자체를 다시 확인해야 합니다. 재질 물성, 두께, 하중 조건, 구속 조건, 접촉 조건 등이 실제 시험과 유사하게 반영되었는지 확인합니다. 고유진동수를 측정해 해석 모델링을 업데이트 하면 좋습니다. 특히 실제품과 해석 모델의 무게 차이도 확인할 필요가 있습니다. 진동이나 충격과 같은 동적 시험에서는 질량 차이가 응답 특성에 영향을 줄 수 있기 때문입니다. ..

스냅핏 삽입이나 이탈 해석처럼 Contact 변화가 큰 문제를 Implicit로 해석하다 보면 아무리 조건을 바꿔도 수렴하지 않는 경우가 있다. 이럴 때는 단순히 설정이 잘못된 것이 아니라 구조 자체가 Implicit 해석에 까다로운 문제일 수 있다. ## Implicit가 어려운 Contact 구조 예를 들어 스냅핏 끝부분이 뾰족하고 상대 부품의 면을 누르면서 이동한다고 생각해보자. 삽입이 진행되면서 접촉 위치는 계속 바뀌고, 작은 영역에 Contact Pressure가 집중된다. 동시에 스냅핏은 변형되고 상대면을 타고 넘어가야 한다. 이 과정에서는 매 순간 Contact 상태가 크게 변한다. 붙었다가 미끄러지고, 접촉 위치가 이동하고, 구조물의 강성이 급격하게 변하는 과정이 반복된다. Implicit..

비선형 정해석을 하다 보면 Contact가 시작되는 순간부터 Cutback이 반복되거나 해석이 더 이상 진행되지 않는 경우가 있다. Contact 조건, Stabilization, 증분 설정 등을 계속 수정해도 해결되지 않는다면 의외로 먼저 확인해야 할 것은 메시(Mesh)다. 특히 두 부품이 처음 접촉하는 구간의 메시 품질이 중요하다. ## Contact 해석에서 메시가 중요한 이유 접촉이 시작되는 순간 Solver는 두 Surface 사이의 접촉 상태를 계속 판단한다. 그런데 초기 접촉부의 메시가 서로 어긋나 있거나 특정 Node만 먼저 닿는 구조라면 접촉 상태가 불안정해질 수 있다. 이 때문에 해석이 시작되자마자 Cutback이 발생하거나 Contact 부근에서 수렴하지 않는 경우가 있다. ## C..

HyperWorks에서 시험 결과와 해석 결과의 모드 상관성을 비교할 때 많이 사용하는 값이 MAC(Modal Assurance Criterion)입니다. HyperView에서 MAC을 확인하려고 했는데 상단에 NVH 탭이 보이지 않는 경우가 있습니다. 이때는 NVH Utilities를 먼저 불러와야 합니다. 1. HyperView 실행 먼저 HyperWorks에서 HyperView를 실행합니다. 기본 상태에서는 상단 메뉴에 NVH 탭이 보이지 않을 수 있습니다. 2. NVH Utilities 불러오기 상단 메뉴에서 아래 순서로 들어갑니다. `File → Load → Preferences` Preferences 창에서 `NVH Utilities` 를 선택한 뒤 `Load`를 눌러줍니다. 정상적으로 로드되..

스냅핏 설계에서는 조립 시 걸리는 힘을 줄이기 위해 길이를 늘리거나, 두께 또는 폭을 줄이는 방법을 많이 사용합니다. 그렇다면 같은 변위만큼 스냅핏을 휘게 할 때, 어떤 형상 변경이 힘을 가장 크게 줄일까요? 스냅핏을 단순한 외팔보로 보면 필요한 힘은 다음 관계를 가집니다. F ∝ b × t³ / L³ 여기서 b : 스냅핏 폭 t : 스냅핏 두께 L : 스냅핏 길이 를 의미합니다. 즉 스냅핏 반력에 대한 각 인자의 영향은 다음과 같습니다. * 폭: 1차 비례 * 두께: 3제곱 비례 * 길이: 3제곱에 반비례 예를 들어 형상을 10%씩 변경한다고 가정해보겠습니다. 폭을 10% 줄이면 힘도 약 10% 감소합니다. 반면 두께를 10% 줄이면 0.9³ = 0.729 즉 힘이 약 27% 감소합니다. 길이를 10%..

기존 제품과 유사한 업데이트 모델의 구조해석을 의뢰받으면 바로 해석부터 진행하기보다 먼저 확인할 부분이 있다. 이번 설계 변경이 기존 모델보다 구조적으로 유리한지, 불리한지를 먼저 판단해보는 것이다. 1. 형상 변경이 하중에 어떤 영향을 주는지 확인 (변경 모델의 유리, 불리 판단) 예를 들어 E-Shifter에서 고정부와 하중점 사이의 거리가 기존보다 길어졌다면 같은 힘을 가하더라도 모멘트가 커지기 때문에 구조적으로 불리할 가능성이 높다. 이런 경우 신규 모델을 처음부터 모두 해석하기보다 기존 모델에서 하중점 위치만 변경해 간단히 비교해볼 수 있다. 반대로 부품의 각도만 조금 변경된 경우처럼 하중 전달 구조에 큰 변화가 없다면 영향은 상대적으로 작을 수 있다. 2. 기존 모델의 취약 부위 확인 (업데이..

구 형태의 부품이 구조물에 끼워져 있을 때, 해석 목적은 구가 구조물에서 이탈하는지 확인하는 것이다. 그런데 결과를 볼 때 이런 질문이 생길 수 있다. “접촉력은 비스듬하게 발생하는데 왜 Z축 반력을 비교하나요?” 먼저 힘의 방향을 확인한다 구와 구조물 사이의 접촉력은 접촉면에 따라 여러 방향으로 발생한다. 따라서 X/Y/Z 방향의 힘을 확인하여 어느 방향으로 힘의 불균형이 발생하는지 보는 것이 먼저다. 이번 구조에서는 좌우 방향의 힘은 서로 반대 방향으로 작용해 상쇄되는 반면, Z방향에서는 상부와 하부에서 발생하는 힘의 크기가 다르게 나타난다. 즉, Fz,upper > Fz,lower 라면 Z방향으로 남는 힘이 발생하고, 이 방향이 실제 이탈 가능성이 있는 방향이 된다.왜 Z축 반력을 비교할까? 접촉..

Mechanical Shock 해석 시에는 충격이 가해지는 구간뿐만 아니라 충격 전·후의 구간도 포함해야 한다. 충격 직후의 구조물 진동과 감쇠 거동을 확인하기 위해서이며, 후처리에서 모션이 갑자기 끊기는 현상을 방지할 수 있다. 시험 장비에서 Time–Demand 형태의 가속도 이력 데이터를 받아 해석에 적용하며, 해석 단위계에 맞게 다음과 같이 변환한다. 약식으로 `g × 9.81 × 1000`을 사용했다.데이터 전처리 시에는 다음 사항을 적용한다. 1. 시간 시작점 보정 해석의 시간 데이터는 음수로 시작할 수 없으므로, 전체 시간 데이터에서 최초 시간을 빼서 시작 시간을 `0 s`로 맞춘다. 2. 충격 전 구간 설정 실제 충격이 시작되기 전까지 짧은 구간을 포함한다. 이를 통해 초기 ..

스프링 플레이트 하중 해석 중 SDI 값이 계속 증가하며 해석이 수렴하지 않는 문제가 발생했다. 원인은 라인 형태로 접촉하는 스프링 플레이트의 요소 품질이었다. 접촉부 형상이 완전히 일직선이 아니라 요소마다 조금씩 삐뚤빼뚤하게 생성되어 있었다. 이 상태에서는 접촉이 시작될 때 일부 노드가 먼저 닿거나 과도하게 침투하면서 접촉 상태가 불안정해질 수 있다. 해결을 위해 접촉부의 모든 요소를 동일한 축 방향으로 Project하여 접촉 라인을 일직선으로 정렬했다. 그 결과 SDI 값이 안정되면서 해석이 정상적으로 진행되었다. 또한 접촉 조건을 General Contact로 설정했을 때보다 접촉하는 면을 직접 지정하는 Contact Pair 방식에서 수렴성이 더 좋았다. 이번 해석을 통해 라인 접촉에서는 다..