Simcenter 3D Solutions Random (PSD) Calculation Method Using Simcenter NASTRAN

Simcenter 3D 에서 바로 NASTRAN 을 이용하여 Random 해석을 하는 방법에 대해 설명합니다.' 

일반적으로 Simcenter 3D 는 환경진동해석을 위해 좀더 편하게 사용할 수 있는 모듈이 있습니다.

그것은 Simcenter 3D Response Dynamics 인데 이것은 추가적인 라이센스가 필요합니다.

이와 더불어 복합재로 구성되어 있는 구조물의 경우 Response Dynamics 에서 계산이 않되는 한계가 있고 

매우 많은 elements 를 가지고 있는 모델인 경우 Simcenter 3D Response Dynamics 는 메모리 한계로 계산이 되지 않을 수 있습니다.

이런 문제로 해석을 세팅하기에는 다소 복잡하고 어렵지만 NASTRAN 을 이용하여 random 해석을 수행하게 됩니다.

NASTRAN 에서 random 해석을 수행하기 위해서는 반드시 SOL108 이나 SOL111 에서 해석이 가능하지만 일반적으로 SOL111 을 많이 사용합니다.

Random 해석을 하기 위해서는 한개의 Solution 아래에 반드시 2개의 subcase 가 입력되어야 합니다.

일반적인 해석 절차는 아래와 같고 일반 강제응답 해석하는 것과 동일합니다

1. 모델 준비

• 모델 생성 및 메쉬: 해석할 모델을 Simcenter 3D 또는 다른 CAE 툴을 사용하여 생성합니다. 적절한 메쉬를 생성하여 모델의 복잡성에 따라 요소의 크기를 조정합니다.
• 재료 속성 정의: 재료의 탄성계수, 밀도, 감쇠 계수 등 필요한 물리적 속성을 정의합니다.

2. 하중 조건 설정

• PSD 입력: 특정 주파수 범위에서 진동 신호의 PSD 값을 정의합니다. 이 값은 외부에서 제공된 데이터이거나, 시험 데이터를 바탕으로 결정됩니다.
• 경계 조건: 구조물의 경계 조건(예: 고정, 자유, 회전 등)을 설정하여 실제 상황과 유사하게 모델링합니다.

3. 해석 설정

• SOL 111 (Modal Frequency Response) 또는 SOL 103 (Modal Analysis): NASTRAN에서 모달 해석을 수행하여 시스템의 자연 진동수를 찾습니다.
• SOL 108 (Direct Frequency Response): PSD 해석을 위해 사용되는 방법으로, 주파수 도메인에서 구조물의 응답을 직접 계산합니다.
• 솔버 설정: 필요한 솔버 옵션을 설정합니다. 예를 들어, 대규모 문제의 경우 PCG (Preconditioned Conjugate Gradient) 또는 Lanczos 솔버를 선택할 수 있습니다.

4. 결과 해석

• 응답 스펙트럼 확인: 특정 지점에서의 응답 스펙트럼을 확인합니다. 이를 통해 구조물의 최대 응력, 변형, 변위 등을 평가할 수 있습니다.
• 응답 값 통계 분석: PSD 해석의 결과로 도출된 통계적 응답 값(예: RMS 응력, 변형)을 확인합니다.

5. 후처리 및 검증

• 결과 후처리: Simcenter 3D 또는 기타 후처리 툴을 사용하여 결과를 시각화합니다. 변형, 응력 분포 등을 확인하여 해석 결과를 평가합니다.
• 결과 검증: 실험 데이터 또는 다른 해석 결과와 비교하여 모델의 유효성을 검증합니다.

2개의 동영상 파일이 있으며 이것을 참고 하시기 바랍니다.