Nastran을 이용한 유한요소 해석

소개

NX Nastran 소프트웨어를 이용하여, 주어진 문제를 유한요소 해석을 이용하여 분석한 리포트입니다. NX를 이용하여 간단하게 설계한 구조물을 유한요소 해석을 이용하여, 분석하여 보고, 이를 손계산과 비교하여 보았습니다. A+를 받은 리포트로 유한요소 해석에 관련된 리포트를 작성할 땓 유용한 도움이 될 것입니다.

목차

Problem 1.
(1) 3D와 1D-FEM을 사용하여 z축 최대 처짐을 각각 구하고 손 계산과 비교하여라.
(2) 오차의 원인을 분석하고 간략하게 설명하시오.
Problem 2.
Try 1)
Try 2)
Try 3)
Try 4)

본문내용

유한요소를 이용하여 해석한 모델과 실제 모델 사이에 오차가 발생된 원인에는 어떤 것들이 있는지 살펴보자. 우선, 실제 모델과 유한요소를 이용하여 해석한 모델 간에 어떠한 차이가 있는지 살펴보자. 실제 모델의 경우, 연속적인 구조체로 가정하며, 연속체역학 미분방정식을 통하여 해석한다. 반면, 유한요소를 이용한 모델의 경우, 분할된 구조체로 가정하며, 행렬식을 이용하여 계산한다. 서로 다른 방식이 오차가 발생되는 가장 주된 원인으로 볼 수 있다.



Try 3)
H를 0.05m, t를 0.01m를 주어 설계하였다.
이 때 최대 처짐은 305.4mm로 문제의 조건인 30mm를 많이 넘어서게 된다.
굽힘 응력을 살펴보면, 다음과 같다.
위 그림은 C점에서의 굽힘 응력 값으로 -313.9MPa~470.8MPa의 범위를 갖는다. 나머지 범위에서도 부호만 다를 뿐 같은 범위를 갖는다. 따라서 최대 굽힘 응력은 470.8MPa이므로, 문제에서 제시된 허용치를 훌쩍 뛰어넘음을 알 수 있다.
경제성을 고려한 이상적인 설계는 최대 굽힘 응력이 150MPa에 가까워야 하며, 처짐도 허용치인 30mm에 가까워야 한다. 이제, H와 t는 0.05m와 0.01m보다 크게 하되, H와 t를 0.2m와 0.05m의 사이 값을 설정함으로, 원하는 설계를 얻을 수 있음을 알게 되었다. 이 부근에서 세부적으로 조율하여, 위 기준에 부합하는 H와 t를 찾아보고자 한다.
Try 4)
H를 0.1m, t를 0.025m를 주어 설계하였다.
이 때 최대 처짐은 30.17mm로 문제의 조건인 30mm와 비슷하다.
굽힘 응력을 살펴보면, 다음과 같다.
위 그림은 C점에서의 굽힘 응력 값으로 -64.47MPa~96.71MPa의 범위를 갖는다. 나머지 범위에서도 부호만 다를 뿐 같은 범위를 갖는다. 따라서 최대 굽힘 응력은

참고자료

· 없음