구조물 설계에 있어 안전성 및 사용성에 가장 큰 영향을 미치는 사항은 구조물에 작용하는 하중입니다. 이러한 하중은 자연 현상 및 물리적으로 작용하는 현상을 수치적으로 변환하여 프로그램에 입력하여야 합니다.
midas NFX에서는 다양한 하중 입력 방식을 제공하고 있어 실제 발생하는 현상을 수치적으로 변환하여 입력할 수 있습니다. 본 기술 자료에서는 midas NFX (Deginer)에서 제공하고 있는 하중에 대해 알아보도록 하겠습니다.
목차
1. 중력
2. 집중 하중
3. 압력
4. 이동 변위
5. 회전 변위
6. 토크
7. 원심력 하중
8. 리모트 하중
9. 베어링 하중
10. 온도 하중
1. 중력
해석모델의 자중을 하중으로 입력할 때 사용되는 기능입니다. 자중 조건을 설정하기 위해서 중력가속도를 입력하면 해당 모델의 질량과 중력가속도가 곱해져서 하중으로 입력됩니다.
중력 하중 조건은 그림 1과 같이 하중 종류를 선택하여 설정합니다. 성분 Gx, Gy, Gz는 우측 하단에 있는 좌표계를 참고하여 모델의 중력 방향에 맞춰 입력합니다. 그림 1의 경우에는 중력 방향이 Z 방향의 반대이므로 Gz에는 마이너스 값(-9806mm/sec2)을 입력합니다.
그림 1. 중력 입력 방법
2. 집중하중
모델의 원하는 부분에(점, 선, 면) 집중 하중을 입력할 수 있으며 그림 2와 그림 3과 같이 하중 종류를 선택하여 설정합니다. 하중 방향을 설정하는 방법에는 기본 하중과 참조 형상 기준 하중이 있습니다.
기본 하중의 경우에는 성분 x, y, z에 우측 하단에 있는 좌표계를 참고하여 원하는 방향으로 입력합니다. 참조 형상 기준 하중의 경우에는 하중을 입력할 대상을 선택한 후, 참조 형상을 선택하여 하중 방향을 설정합니다. 참조 형상이 선일 때 선이 생성된 방향으로 성분 방향이 설정되며 면일 때 면이 기준이 되어 수직 방향으로는 성분 z, 좌우 방향으로는 성분 x, y가 각각 설정됩니다.
또한, 집중 하중은 총 합력 또는 개별 하중을 선택할 수 있습니다. 총 합력은 선택하는 대상이 2개 이상일 때 길이나 면적의 비율에 따라 입력한 하중이 분배되며 개별 하중은 선택하는 대상 각각에 입력한 하중이 설정됩니다.
그림 2. 집중 하중 입력 방법
그림 3. 집중 하중 입력 방법
3. 압력
모델의 원하는 부분에(면만 가능) 압력 하중을 입력할 수 있으며 그림 4와 같이 하중 종류를 선택하여 설정합니다. 하중 방향을 설정하는 방법에는 기본 하중과 참조 형상 기준 하중이 있으며 먼저 기본 하중의 경우에는 방향 성분이 4개입니다. 집중 하중과 같게 성분 x, y, z를 우측 하단에 있는 좌표계를 참고하여 입력할 수 있으며 맨 좌측에 있는 방향 성분은(그림 4 참조) 대상 면에 수직인 방향으로 설정할 수 있습니다.
그림 4. 압력 하중 입력 방법
참조 형상 기준 하중의 경우에는 집중 하중과 마찬가지로 하중을 입력할 대상을 선택한 후, 참조 형상을 선택하여 하중 방향을 설정합니다. 참조 형상이 선일 때 선이 생성된 방향으로 성분 방향이 설정되며 면일 때 면이 기준이 되어 수직 방향으로는 성분 z, 좌우 방향으로는 성분 x, y가 각각 설정됩니다.
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