강제 변위 - enforced displacement

기술용어통 반디통 용어집

강제 변위는 용어 그 자체로는 물체에 억지로 변위를 부여한다는 의미이지만, 유한요소 해석에서는 복잡한 체결구를 대체하기 위한 수단으로 효과적으로 사용된다. 예를 들어 두 물체를 볼트를 이용하여 체결하는 과정을 수치해석(numerical analysis)적으로 구현하는 경우를 생각해 보자. 볼트 나사산과 물체 사이의 복잡한 체결상태를 재현하는 것은 상당히 어려운 작업일뿐더러, 나사산과 물체 사이의 상호적인 거동을 필요로 하는 경우는 거의 드물다. 따라서 볼트 머리와 너트 부분과 직접 접하는 물체 영역이 나사산의 회전에 따라 이동하는 과정을 강제 변위로 대체하면 손쉽게 체결과정을 구현할 수 있다.

이 외에도 강제 변위는 유한요소 해석에서 다양한 용도로 사용되고 있다. 예를 들어, 금속판을 성형하는 경우 펀치(punch)가 금속판을 누르는 과정을 강제 변위로 대체할 수 있다. 펀치와 직접 접촉하는 금속판 표면에 위치하는 절점(node)에 펀치의 이동량에 상당하는 변위를 강제적으로 부여함으로써 간략화 된 해석을 수행할 수 있다. 강제 변위는 강성이 무한대이고 질량을 가지지 않는 강체요소(rigid element), 갭요소(gap element), 슬라이드 라인요소(slide line element) 등과 개념적으로 유사하다.

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