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●처음에
Engineer's Studio（R） Ver 1.03.00의 주요 개정 항목은 다음의 4점입니다.
- 절점 질량의 표형식 입력
- 보요소의 초기 단면력
- 기하강성을 고려한 고유값 해석
- 평판요소의 콘타도 표시
●절점 질량의 표형식 입력
절점에 질량을 직접 줄 주 있게 되었습니다.(그림1). 1개의 절점에 대해서, 병진방향 3성분(전체 좌표계의 X, Y, Z)과 회전 관성 질량 3성분(전체 좌표계의 X축회전, Y축회전, Z축회전)의 합계 6성분을 줄 수 있습니다.
요소에서 절점 질량을 산출시키는 것도 가능합니다. [요소로부터 계산]이라고 하는 버튼을 누르면 자동 산출됩니다. 절점 질량은, 모델 설정 화면에 있는 [질량 매트릭스의 작성 방법]이 [집중 질량]에 지정되어 있을 때에 유효합니다(그림3). 집중 질량법은 정밀도가 좋지 않다는 것이 알려져 있습니다만, 사고방식이 심플하다는 것, 내부적으로는 질량 매트릭스가 대각 성분만으로 되어 행렬 계산이 용이하다는 점으로부터, 자주 이용됩니다. 절점 질량을 표형식으로 준 경우는, 프로그램이 자동 산출하는 사하중이나 수평 진도 하중도 절점으로의 집중 하중으로써 반영됩니다. |
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▲그림1 절점 질량의 표형식 입력 |
●보요소의 초기 단면력
보요소에 초기 단면력을 설정할 수 있도록 되었습니다.(그림2). 부재뿐만 아니라, 스프링요소에도 줄 수 있습니다. 초기 단면력이란 하중이 재하되기 전의 초기 응력 상태를 재현하기 위한 힘입니다. 보요소에서는 재단에서의 휨모멘트, 전단력, 축력을 줍니다. 스프링요소에서는, 스프링요소의 요소 좌표계에 있어서의 xl방향의 힘, yl방향의 힘, zl방향의 힘, 및 각각의 축회전의 회전력(모멘트)을 줍니다. 본 버전에서는 아직 평판요소에 초기 단면력을 줄 수 없습니다. 향후의 개정에서 대응할 예정입니다. |
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▲그림2 보요소의 초기 단면력 |
●기하강성을 고려한 고유값 해석
고유값 해석은 강성 매트릭스[K]와 질량 매트릭스[M]로부터,
|[K]－ω2 [M]|＝0
을 풀어 고유진동수ω를 구합니다. 종래까지는, 강성 매트릭스에는 선형 탄성의 강성 매트릭스[K0]를 이용했습니다([K]= [K0]). 이번부터 기하강성 매트릭스[KG]도 고려할 수 있습니다. 기하강성을 고려한 경우는 위의 식안의 [K]는, [K]=
[K0]＋[KG]가 됩니다. 모델 설정 화면의 [고유값 해석 옵션]에서 지정합니다(그림3). [KG]을 작성하기 위해서 초기 단면력의 설정이 필요합니다. |
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▲그림3 모델 설정 화면 |
●평판요소의 콘타도 표시
평판요소의 결과를 풀칼라의 콘타도로 가시화 했습니다(그림4). 콘타도에서 표시 가능한 결과는, 변위・반력・변형・곡률・단면력(면내 수직력, 면외 휨모멘트, 면외 전단력)입니다. 이러한 결과는, 평판요소가 탄성 요소라도 비선형 요소라도 표시됩니다.
구조물을 평판요소를 이용하여 모델화하면 요소수가 많아지는 경향이 있습니다. 요소수가 많아지면 계산 결과도 방대하게 됩니다. 그렇기 때문에, 모든 결과를 모든 해석 스텝에서 유지하는 것이 곤란합니다. 본 프로그램에서는, 절점에 관한 결과(변위・반력)는 저장하고, 요소에 관한 결과는 착안하고 있는 결과의 종류가 최대 최소가 되는 스텝만을 저장하고 있습니다. 따라서, 스텝1부터 차례로 콘타도의 색이 변화하는 애니메이션 기능은, 변위만으로 됩니다. 요소의 응력, 변형, 곡률, 단면력등의 콘타도는, 그러한 수치가 모델 전체에서 최대(플러스의 최대값) 혹은 최소(마이너스의 최대값)가 될 때의 스텝에서의 콘타도를 의미합니다.
변위의 콘타도와 모델의 변형 상태를 동시에 애니메이션 시키는 것이 가능합니다. 이것에 의해, 변형이 커져 감에 따라, 그 부위의 콘타도의 색도 차차로 변화해 나가는 모습을 확인할 수 있습니다. |
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▲그림4 평판요소의 콘타도 표시 |
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■Engineer's Studio（R） Ver1.03 릴리스 예정일：2010년 2월말 |
| （Up&Coming '10 신춘호 게재） |
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