개요

1축 시뮬레이터(이하 다이나믹 시트)의 구조안전성을 평가하기 위한 구조해석을 진행했습니다. 다이나믹 시트의 구조안전성을 평가하기 위해 상용 FEM(유한요소법) 툴인 MIDAS NFX가 사용되었습니다. 다이나믹 시트는 유기시설로, 상부 프레임 위에 탑승하는 인원은 총 4명입니다. 구조물에 가해지는 하중은 탑승객 및 움직이는 물체의 사하중에 의한 정적 하중으로 첫번째 구조안전성 평가가 수행되며, 두번째로는 구동물의 동적 하중이 추가되어 구조안전성 평가가 수행됩니다. 유한요소법을 이용하여 해석 구조물 각각의 물성치 및 계산된 하중을 적용하였고, 응력 수준 및 변위량을 산출하여 구조 안전성을 평가하였습니다.

Pre-Processing

제공된 도면을 기반으로 유한요소모델 작성을 위한 3D 모델을 작성하였으며, 해석 품질 향상을 위해 모델을 간소화하였습니다. 모델 간소화 작업은 컴퓨터 자원을 효율적으로 활용하고, 품질 높은 유한요소모델을 생성하기 위한 사전 작업입니다.

Solving

생성된 유한 요소 모델에 하중 조건 및 하부 구속조건을 주어 구조해석을 실행하였습니다. 하중 조건은 2가지 케이스로 Case.1은 중력 방향으로 정하중 및 부품마다 중력방향으로 중력하중이 프레임 Ass’y에 가해지는 케이스이며, Case.2는 중력 방향으로의 정하중과 더불어 프레임 Ass’y 위에 설치된 의자의 작동에 의한 설계하중이 인가되는 케이스입니다. 실제로 볼트로 체결된 각 부재 간의 접촉 조건은 Bonded(일체거동접촉)로 적용하였고, 각형강관 프레임의 바닥면을 Fixed(고정구속)하였습니다. 각 Case 별 하중은 플레이트 상부면에 분포하중으로 적용하여 구조해석을 실행하였습니다.

Post-Processing

각 부품별 평가 강도는 정하중일 경우 안전계수가 적용되어 계산되어지며, 구동 하중이 적용된 경우에는 피로한도로 규정합니다. 허용 응력은 피로한도를 기준으로 평가하였고, 그 결과 모든 부품이 안전하다고 판단할 수 있었습니다.