Vibration Shape Toolkit

MFBD 시스템의 진동 형상 시각화 도구!

• 유연체 바디를 포함하는 시스템(MFBD)에서 실제 운전 조건 하의 진동형상을 시각화하는데 특화된 도구이다.
• 실제 시스템의 작동 환경을 반영하여 설계자가 시스템의 동적 특성을 직관적으로 이해 가능하다.
• 외력을 고려하지 않은 모달 해석(고유진동수해석)과 달리, 실제 운전 조건에서 발생하는 외력을 포함한 진동형상을 확인할 수 있다.
• 특정 주파수에서 큰 진동이나 응력이 발생하는 부위를 시각적으로 확인할 수  있어, 설계자는 NVH 문제 해결에 필수적이며 제품 개발 주기를 단축할 수 있다.

 

 

 

VIBRATION SHAPE은 모달 해석(고유진동수 해석)과 어떤 점이 다른가?

• 운전 중 변형 형상(ODS) 기법 기반 분석
  • Vibration shape은 운전 중 변형 형상(Operating Deflection Shape) 확인 기법을 기반으로 한다.
  • ODS는 시스템이 실제 운전 조건에서 어떻게 변형되는지를 보여주는 방법으로, 작동 환경에서의 동적 거동을 시각화 한다.
• 모달 해석(고유진동수 해석)과 어떤 점이 다른가?

 

• 고유진동수 해석
  • 시스템을 구하는 질량과 강성행렬을 계산하여 동적 특성인 고유진동수와 모드 형상을 확인하는 해석이다.
  • 고유진동수와 모드 형상은 시스템의 공유한 동적 특성을 나타내며, 실험적인 방법 또는 유한요소해석(FEA)을 정의하여 수치적으로 확인한다.
  • 고유진동수는 시스템의 질량, 강성, 경계 조건에 의해서 결정되며, 외력은 고유진동수와 모드 형상에 영향을 주지 않는다. 

 

• Vibration Shape 해석 (ODS기법)
  • ODS(Operating Deflection Shape) 기법은 외력이 작용하는 시스템에서 특정 운전 조건 및  하중 조건에서 발생하는 진동 형상을 분석하는 기법이다.
  • 고유진동수 해석 없이도 시스템의 동적 거동을 확인할 수 있다. 
  • 외력이 작용하는 시스템에서 특정 주파수 영역에 대한 유연체의 최대 변형 위치와 진동형상을 파악할 수 있다. 
  • 설계자는 ODS 분석 결과를 바탕으로 설계를 수정하거나 진동 저감 방안을 수립할 수 있다. 

 

VIBRATION SHAPE 툴킷 특징

• 외력의 의한 진동 형상 확인
  • ODS 기법을 통해 시스템에 작용하는 외력에 의해 발생하는 진동형상을 확인할 수 있다.
  • 이는 설계자가 실제 사용 조건에서 시스템이 어떻게 진동하는지 이해하는데 주요한 역할을 한다.
  • 아래 예시와 같이 굴삭기 모델이 작업에 의한 하중이 발생할 때, 진동이 발생하는 부위와 변형이 어디인지 시뮬레이션 결과를 통해 예측이 가능하다.
   

1. 동역학 해석(굴삭기모델) 2, VibrationShape 해석(굴삭기모델)

 

 

 

• FFT를 통한 데이터 변환 및 특정 주파수 분석 가능
  • 유연체 바디의 시간-변위 데이터는 FFT를 통해 주파수-변위 데이터로 변환된다.
  • 이를 통해 시스템이 어떤 주파수에서 진동하는지와 진동의 크기(변위)를 분석할 수 있다.
     

 

 

• Vibration Shape 계산과정
  • MFBD 해석 수행 후, 정의된 패치에 소속된 모든 노드들의 시간에 따른 변위결과를 추출한다.
  • 추출한 변위 결과를 FFT하여 주파수-변위 데이터로 변환한다.
  • 모든 노드의 결과를 평균화하여 대표적인 진동특성을 도출하고 원하는 주파수 대역의 진동형상을 확인한다.
  • 각각의 노드에 대해서 추출된 진동수, 진폭, 위상차를 이용해 사인파를 진동형상을 생성하고 이를 노드에 적용한다.
   

 

 

 

Vibration Shape 활용사례

 

1. 동역학 해석(굴삭기모델) 2, VibrationShape 해석(굴삭기모델)

3. 동역학 해석(서스펜션 어퍼암) 4, VibrationShape 해석(서스펜션 어퍼암)

 

 

 

 

 

RecurDyn/Vibration Shape 예제

• Vibration Shape 사용예제 따라하기 (예제가 필요하신 분은 하단의 메일주소로 문의 부탁드립니다.)

 

 

 

 

Vibration Shape 예제 모델 문의

 

E-mail: tech.support@cmet.co.kr | Tel: 02-6335-7751