[CAE] 로컬 접촉 상호작용을 생성하기 위한 권장 사항은 무엇인가요?

SOLIDWORKS® Simulation 2014부터, Interaction Viewer를 사용하여 애플리케이션에서 고려하는 모든 종류의 상호작용을 확인할 수 있습니다. 이를 통해 조정이 필요한지 여부를 결정할 수 있습니다.

다양한 종류의 접촉 상호작용에 대해 더 알아보려면 문서 QA00000105073을 참조하세요.

지오메트리 선택

로컬 상호작용을 생성할 때, 지오메트리 요를 소스(Set 1) 또는 타겟(Set 2)으로 선택할 수 있습니다.

두 면(Face 1과 Face 2) 사이에 접촉을 정의할 때, Face 1을 소스로 지정하고 Face 2를 타겟으로 설정할 수 있습니다. 또는 Face 2를 소스로, Face 1을 타겟으로 지정할 수도 있습니다. 

어떤 방식이 가장 좋을까요?

고려 사항

▶ Free 조건과 공통 노드를 갖는 Bonded 조건에서는 소스 또는 타겟 선택이 결과에 영향을 주지 않습니다. Node to node 방식의 Contact 조건(2021 버전에서 제거됨)도 마찬가지입니다.

▶ 그러나 다음 조건에서는 소스와 타겟의 선택이 매우 중요할 수 있습니다: Shrink fit, Node to surface, Surface to surface 방식의 접촉, 그리고 독립된 메시를 사용하는 Bonded 조건.

▶ 접촉 경계에서 독립 메시 또는 공통 노드를 사용할 때의 Bonded 조건에 대한 자세한 내용은 QA00000105057을 참조하세요.

▶ 최신 버전의 SOLIDWORKS Simulation에서는 Swap interaction faces 버튼을 사용하여 Set 1과 Set 2의 기하학 선택을 전환할 수 있습니다.

권장 사항

▶ 하중이 힘이나 압력일 경우, 초기 접촉이 형성되도록 바디의 위치를 배치하는 것이 좋습니다.

   

▶ 하나의 소스와 하나의 타겟만을 갖는 다수의 로컬 상호작용을 생성하는 것은 피하세요. 대신, 로컬 접촉 상호작용의 수를 줄이고, 각 상호작용에 물리적으로 함께 그룹화하는 것이 타당한 모든 면을 포함하는 것이 좋습니다. 예를 들어, 하나의 부품 내에서 연속된 면들의 경우가 이에 해당합니다. 또한, 부품 A가 부품 B와 C를 동시에 접촉하는 경우에는 하나의 로컬 상호작용으로 정의하는 것이 타당할 수 있습니다.

    

▶  따라서 자동으로 로컬 상호작용 찾기 옵션은 일반적으로 권장되지 않습니다. 이 옵션은 면 쌍마다 개별적으로 상호작용을 생성할 뿐 그룹화하지 않기 때문에, 로컬 상호작용의 수가 지나치게 많아져 문제 해결이 비현실적으로 복잡해질 수 있습니다. 

▶ 또한 모델을 안정화해야 하는 특별한 이유가 없다면, 마찰(Friction)은 비활성화하는 것이 좋습니다.

▶ 탄성 계수가 크게 다른 부품 사이에서 로컬 접촉 상호작용을 정의할 경우, 더 높은 탄성 계수를 가진 면을 타겟(Target) 으로 지정하세요. 일반적으로는 더 단단한(강성이 높은) 면을 타겟으로 지정하는 것이 적절합니다.

▶ 타겟 면은 소스보다 평평하고 넓어야 하며, 메시도 소스보다 조금 더 거칠게 설정할 수 있습니다. 그렇게 하지 않으면, 특히 Node to surface 접촉 방식에서 정확도가 떨어질 수 있습니다.

▶ 타겟(Target) 면을 작게 만들기 위해 스플릿 라인(Split Line)으로 분할할 필요는 없습니다. 이렇게 한다고 해서 해석 속도가 빨라지는 것은 아닙니다.

​▶ 접촉이 모서리 영역에서 발생할 것으로 예상되는 경우, 타겟 면에 90도 각이 없도록 해야 합니다. 만약 90도 각이 존재하고 소스와 타겟을 전환할 수 없다면, 적절한 크기의 라운드(Round)를 적용하여 날카로운 각을 다듬는 것이 좋습니다. 너무 작은 라운드는 오히려 더 많은 문제를 일으킬 수 있습니다. 대안으로는 두 개의 세트를 생성하는 방법도 고려할 수 있습니다.

▶ 가능하긴 하지만, 하나의 요소를 한 로컬 접촉 상호작용에서는 소스로, 다른 로컬 접촉 상호작용에서는 타겟으로 정의하는 것은 일반적으로 권장되지 않습니다.

복잡한 모델의 경우, 이러한 설정은 접촉 반복 계산(contact iteration)에서 수렴되지 않고 발산하는 현상이 발생할 수 있습니다.

마찰이 포함된 접촉 상호작용의 모범 사례

▶ 모델 내의 서로 다른 면에 서로 다른 마찰 계수를 적용하고자 한다면, 반드시 로컬 접촉 상호작용만 사용해야 합니다.

▶ 해석 설정에 컴포넌트 접촉 상호작용(Global 옵션이 활성화되어 있든 아니든)이 포함되어 있고, 동시에 하나 이상의 로컬 접촉 상호작용이 있다면, 로컬 접촉 상호작용에는 Surface to surface 옵션을 선택해야 합니다. 이는 컴포넌트 접촉 상호작용이 기본적으로 Surface to surface 접촉 공식을 사용하기 때문에, Node to surface와 Surface to surface를 혼용했을 때 발생할 수 있는 예기치 않은 동작을 방지하기 위함입니다.

Node to Surface vs Surface to Surface

비선형 해석에서 Node to surface와 Surface to surface 중 어느 것을 선택할지는 일반화된 규칙이 없습니다.

다만, 소스 지오메트리(Set 1)가 매우 곡면인 경우에는 Surface to surface 방식이 더 정확합니다.

하지만 Node to surface 방식에서도 더 정밀한 메시를 적용하면 이를 보완할 수 있습니다.

해석 중 접촉 반복 계산이 수렴하지 않는다는 메시지가 표시된다면, Node to surface와 Surface to surface 방식을 서로 전환해보면서, 접촉 지오메트리 및 선택한 면 정의를 개선하는 것이 도움이 될 수 있습니다.