[Hypermesh] Rigid 개념 정리

[서론] 

RBE (Rigid Boddy Element)라고 하는 구속 방법은 물체를 해석하기 전에 복잡한 형합구조를 하나의 강체처럼 묶어주거나 Screw Hole처럼 원의 중심으로 하중점을 잡아줄때 주로 사용한다. 인체의 관절이 심하게 부상당해서 회생이 불가할때 어쩔수 없이 뼈들을 고정시키는 수술을 하는것을 떠올리면 된다. (Elements의 자유도를 구속시키는 Constraints 기능과는 다르다)

여러개의 Component의 Screw Hole을 하나의 강체로 묶어줌과 동시에 Hole의 중심부에 하중점을 만들수 있게 해줌

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[RBE1, RBE2, RBE3의 차이점] 

셋다 물체를 Rigid점으로 고정시킨다는 것은 동일하지만, 활용도와 개념에 조금씩 차이가 있다.

 

- RBE1

두개의 Node만 1:1로 연결하는 개념이다. 하지만 저 특정 포인트 두곳만 얇은 실로 묶여있거나 강하게 체결되는 상황은 거의 없으므로 일반적으로 쓰지 않는 구속 방법이다.

 

- RBE2

대부분의 상황에서 쓰는 Rigid 방법인데, 주변에 형합이 되는 부분의 모든 Node를 하나의 노드로 묶는 방법이다. 이렇게 묶게되면 앞에서 말했던것과 같이 Component간에 고정부를 분리가 아닌 하나의 강체로 해석할 수 있고 동시에 노드들의 중심부에 하중점을 줄 수 있다.

 

-RBE3

RBE2보다 더 정확한 거동에 대한 해석을 보고 싶을때 사용하는 방식이다. 좀더 정확히 말하면 위에 그림처럼 Rigid점에서 Element들을 하중이나 힘으로 끌어당겨질때, 하중 분산을 위해 찌그러지면서 노드간의 상대 위치가 변하게 된다. 따라서 하중을 분산시켜주는 기능을 가진 고정방법이 RBE3이다.  다만 내가 실행해봤을때는 RBE2에 비해 오류가 많이나서 다시 RBE2로 돌아간적이 많고 시간도 많이 소요된다. 그리고 강체가 아닌 느슨한 결합에 쓰여야 의미가 있다.

 

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[Rigid 사용 방법]

위에 사진처럼 1D패널로 들가서 RBE1과 RBE2는 Rigids를 클릭하고 RBE3은 rbe3을 클릭해주면 된다. 이후 원하는 노드들을 지정하기 위해 nodes나 face 지정모드로 지정해주고 Create를 누르면 Rigid가 완료된다.

 

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[Rigid 노드 지정모드 선택시 'select node'와 'calculate node'의 차이점]

- select node

흔히 해석에 필요없는 부분을 제외하고 그것의 중량만 고려하려고 할때, 무게중심을 구하여 그것만 반영해주는 경우가 많다. 그런 경우엔 무게중심을 대표하는 Node와 실제로 해석에 필요한 특정 부위의 Component를 연결시켜주어야 하는데 그때 사용한다. 따라서 Component의 여러 Node를 하나의 무게중심 Node로 연결시켜 주는 것이므로 seclect node 사용시 아래와 같은 Rigid 모양이 만들어 준다.

select node로 지정시

 

-calculate node

오늘 설명했던 일반적인 고정 방식이다. 지정한 모든 Node의 중심위치에 고정 Node가 만들어져야 하므로 아래와 같은 Rigid 모양이 만들어 진다.

 

calculate node로 지정시