RecurDyn V9R3, 드라이브 트레인 솔루션 추가 및 MFBD 성능 향상

개발 및 공급 : 펑션베이
주요 특징 : 기어, 베어링, 샤프트 등으로 구성된 드라이브 트레인을 위한 전용 솔루션인 DriveTrain 추가, 정밀하고 균일한 메시 생성을 위한 다양한 기능 개선, MFBD의 전처리/후처리 관련 성능 강화, 더욱 직관적인 모델 분석을 위한 Relation Map 리뉴얼, 강체에 대한 Contact Pressure 확인 기능 추가 등
사용 환경(OS) : 윈도우 7/8/10(64비트)

2019년 11월 출시된 RecurDyn(리커다인)의 새로운 버전 V9R3에서는 기어, 베어링 샤프트 등으로 이루어진 드라이브 트레인의 여러 요소들을 손쉽게 모델링하고 시뮬레이션할 수 있게 해주는 DriveTrain(드라이브트레인)이 새롭게 추가되었다. 또한, 더욱 효과적인 시뮬레이션을 위한 전처리 및 후처리 기능 개선, 유연 다물체 동역학(Multi Flexible Body Dynamics: MFBD) 해석 관련 성능 개선 등 다양한 개선이 이루어졌다.

이러한 기능 개선을 통해 RecurDyn은 더욱 깊고 폭 넓은 설계를 할 수 있는 동역학 시뮬레이션 환경을 제공한다.

DriveTrain

새롭게 추가된 DriveTrain은 기어, 베어링 샤프트 등으로 이루어진 드라이브 트레인의 여러 요소들을 손쉽게 모델링하고 시뮬레이션할 수 있게 해주는 RecurDyn 기반의 솔루션이다.

그림 1. DriveTrain 관련 기능

3단계 시뮬레이션 프로세스

그림 2. DriveTrain 시뮬레이션 프로세스

DriveTrain은 GearKS, BearingKS, Shaft 등 총 3개의 툴킷으로 구성되어 있다. 기어, 베어링, 샤프트를 손쉽게 생성할 수 있는 모델러와 이에 특화된 솔버, 그리고 전용 후처리 기능을 이용하여 사용자는 손쉽게 드라이브 트레인 시스템을 시뮬레이션하고 분석할 수 있다.

키소프트와 기술 제휴

그림 3. 키소프트와 기술 제휴

특히 GearKS와 BearingKS의 경우, Gleason(글리슨)의 KISSsoft(키소프트)와 기술 제휴를 통해 개발되어 RecurDyn의 동역학 해석 솔버는 물론, KISSsoft의 Gear Analytic Contact 및 풍부한 베어링 라이브러리를 활용할 수 있다.

이를 통해, 소음, 진동 평가에 필요한 전달오차(Transmission Error)를 비롯한 다양한 결과를 빠르고 정확하게 계산할 수 있다.

그림 4. 풍부한 베어링 라이브러리 지원

다양한 후처리 기능

다양한 후처리 기능을 통해 전달 오차, 캠벨 다이어그램(Campbell diagram), 접촉 압력(Contact pressure), 기어 이빨의 응력과 변형을 확인할 수 있다. 또한, 기어의 백래시 영향 분석, 래틀(Rattle) 및 와인(Whine) 소음 분석을 위한 진동 결과 확인, 샤프트의 응력과 변형 등을 모두 RecurDyn 내에서 확인할 수 있다.

그림 5. DriveTrain의 다양한 결과 분석

모델링 편의성 및 동역학 기능 강화

이번 RecurDyn V9R3의 전처리, 후처리 관련 기능 개선은 단순 편의성 향상을 넘어 더욱 심도 있는 시뮬레이션을 할 수 있게 도와준다.

Relation Map 리뉴얼

Relation Map(릴레이션 맵)이 개체(보디, 조인트, 접촉, 힘 등) 간의 관계를 보다 쉽게 파악할 수 있도록 개선되었다. 새로운 다이어그램 옵션을 통해 왼쪽에서 오른쪽의 순서로 연결관계를 표시할 수 있다. 그리고 개체 별 아이콘을 지원하여 강체, 유연체, 조인트, 힘, 접촉, 그룹 등을 서로 다른 아이콘으로 표시해 준다.

그림 6. Relation Map의 새로운 다이어그램

또한, 선택된 개체와 연결된 선을 강조하는 하이라이트 기능이 추가되었으며, Default, Name, Type의 총 3가지 정렬 방식으로 개체를 정렬할 수 있다. 다이어그램에서 선택한 개체에 대하여 마우스 우 클릭을 통해 손쉽게 속성 창을 확인할 수 있다.

이러한 기능들이 복잡한 RecurDyn 모델에서 더욱 직관적이고 편리하게 연결관계를 분석할 수 있도록 도와준다.

캠벨 다이어그램(Campbell Diagram)

회전체의 진동특성을 분석하기 위해 사용되는 캠벨 다이어그램 기능이 새롭게 개발되었다.

그림 7. 리커다인의 캠벨 다이어그램

이전 버전에서 제공되었던 캠벨 다이어그램에 비해 가볍고 빨라진 차트를 이용하여 회전체의 회전 속도 변화에 따른 진동 특성을 빠르고 편리하게 확인할 수 있다.

특히, 새로운 3D 그래프 기능을 통해 RPM, Frequency, Amplitude의 3차원 데이터 그래프를 직관적으로 확인할 수 있다. 또한 Order Line, Section View 등의 기능을 통해 여러 진동 특성을 새로운 그래프에서 손쉽게 확인할 수 있다.

그림 8. RPM vs. Frequency

그림 9. RPM vs. Order

강체를 위한 접촉 압력

Geo Surface Contact를 이용하여 정의한 강체의 접촉에 대하여 접촉 압력(Contact Pressure)을 확인할 수 있다.

그림 10. 강체의 접촉 압력 확인

이를 통해, 전체 시스템의 동역학적 거동에 의한 특정 부품의 내구도 영향을 유연체 모델로 구성하지 않더라도 쉽고 빠르게 파악할 수 있다.

MFBD 기능 강화

RecurDyn 내에서 더욱 정밀하고 균일한 패턴의 메시를 생성할 수 있도록 개선되었다. 또한, MFBD(Multi Flexible Body Dynamics: 유연 다물체 동역학) 관련 전처리, 후처리 기능 및 성능 개선이 이루어졌다.

메셔 기능 개선

메셔(Mesher)의 다양한 기능이 개선되었다. 먼저, 메셔 기능 관련 아이콘들이 일반적인 메시 작업 프로세스에 맞게 순서가 변경되었다.

그림 11. 메셔 작업 프로세스

Extrude/Spin/Sweep Manual Mesh에 대하여 다양한 타겟 개체 선택 및 생성 옵션을 추가하여 균일한 패턴의 베벨 기어나 헬리컬 기어 등의 메시를 손쉽게 생성할 수 있다.

그림 12. RecurDyn V9R3의 Sweep Manual Mesh

또한, Line Set, Patch Set에 대해서도 임프린트(Imprint)가 가능하도록 개선된 것은 Flex Merge 기능을 사용할 때에도 유용하며, 특정 부위에 대해 좀 더 정밀하거나 균일한 패턴의 메시를 생성하는 데에도 활용될 수 있다.

그림 13. 임프린트를 활용한 정밀 메시

Local Remesh 기능도 개선되어 이제 여러 면(Face)을 선택해 동일한 요소 사이즈로 리메시할 수 있다.

그림 14. RecurDyn V9R3의 Local Remesh 개선

MFBD 성능 개선

FFlex와 RFlex의 전처리, 후처리 관련 다양한 기능이 추가되어 작업의 편의성이 향상되었다. 사용하지 않는 재질(Material)과 속성(Property)을 자동으로 삭제하는 기능이 추가되었으며, 빔(Beam)에 대한 Node Set, BC, Output 생성 시 Add/Remove(Continuous) 선택 기능에서 Patch, Line 타입을 지원한다.

또한, 기존 Export Contour Data 기능에 대하여 플롯(Plot)의 범례(Legend) 표시를 개선하여 구체적인 정보를 표시하며, 노드(Node)를 기준으로 선택할 때 Node/Patch/Line/Element Set을 선택할 수 있도록 개선되었다.

그림 15. RecurDyn V9R3의 Export Contour Data 개선

FFlex와 RFlex의 전처리 및 후처리 성능도 향상되었다. 먼저 전처리 작업 속도가 기존 버전 대비 1.5~2배 빨라졌다. 대용량 유연체 모델 파일의 오픈 속도 및 유연체 편집 모드와 어셈블리 편집 모드 간 전환 속도 역시 평균 1.5~2배 빨라졌다. 특히 Solid10 요소가 많은 경우, 최대 5배까지 속도가 향상된다.

그림 16. 편집 모드 전환 속도 개선

후처리의 경우 평균 2배의 속도 개선이 이루어졌다. FFlex 유연체가 포함된 모델의 솔버 파일의 생성속도는 약 2.5배 이상의 개선이 이루어졌다. 유연체의 결과 파일 생성의 경우, 해석 완료 후 후처리 및 Output Regenerator 실행 속도가 약 2배 이상 빨라졌다.

또한 애니메이션 파일 가져오기 및 유연체 애니메이션 재생 시, 요소의 개수가 10만 개 이상인 유연체가 포함된 모델의 경우에 대해서도 많은 속도 향상이 이루어졌다.

Orthotropic2D, Anisotropic2D 물성치 추가

RecurDyn FFlex의 Shell 요소를 위한 물성치로 Anisotropic2D와 Orthotropic2D가 추가되었다. Anisotropic2D의 경우 Nastran의 MAT2, Orthotropic2D의 경우 Nastran의 MAT8에 대응된다. 특히 Orthotropic2D의 경우, 기존의 Orthotropic에서 Transverse Shear Modulus를 사용할 수 있도록 개선된 물성치이다. 모두 Shell4 Element에 적용할 수 있다.

RecurDyn Temperature Load 파일

RecurDyn FFlex에서 Thermal Load(열 하중)를 적용할 때, 외부 구조해석 소프트웨어에서 해석한 열 해석 결과를 CSV 파일 포맷의 RTL(RecurDyn Temperature Load) 파일로 가져와 열 응력/변형률을 고려한 유연체의 변형과 응력을 확인할 수 있다.

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