드라이브 트레인 (Drivetrain) 이란?
- 흔히 동력 전달계라고 하며, 구동 바퀴에 동력을 전달하는 구성 요소(변속기, 기어박스, 드라이브샤프트 등)를 통칭함.
- 동력을 생산하는 엔진, 모터는 제외함.
- 참고로, 파워트레인은(Powertrain)은 드라이브트레인 뿐만 아니라 엔진 및 모터를 포함 함.
- 드라이브트레인의 구성요소는 주로 기어, 베어링, 샤프트 등으로 이루어져 있음.
리커다인을 이용한 기어 및 베어링 모델링
RecurDyn/DriveTrain
- 드라이브트레인의 주요 구성요소인 기어, 베어링, 샤프트 등을 쉽게 모델링하고 해석하는 전용 툴킷
- GearKS, BearingKS, Shaft 툴킷으로 구성됨.
- 기어, 베어링을 유한요소 없이 모델링하고 드라이브트레인의 동특성을 확인.
- 각 제조사별 다양한 라이브러리를 제공하여 빠른 모델링 가능.
RecurDyn/DriveTrain - Gear KS (KISSsoft)
- 기어 해석에 최적화된 Gear Analytic Contact (SMP 지원)
- Transmission Error (TE)를 비롯한 다양한 기어 해석 결과 제공
- Spur Gear와 Helical Gear, Planetary Gear지원
- 기어 형상 및 치형 상세 모델링 지원
- 다양한 Tooth Tolerance 라이브러리와 Material 라이브러리를 제공
- 입력값을 기반으로 기어의 백래쉬(backlash) 자동 계산
- 내장된 KISSsoft 기어 전용 UI를 통한 상세 모델링 및 해석/후처리 지원
- 실제 기어 설계에 사용되는 파라미터를 이용한 상세 기어 설계
- KISSsoft와 RecurDyn 간의 기어 모델 호환 (Z12 Import, Export)
- 기어 정적 해석 지원 (Static analysis)
- 기어 치면의 응력 분포를 비롯한 다양한 결과 확인 및 분석 가능
Gear KS* 모델링 예
RecurDyn/DriveTrain - Bearing KS (KISSsoft)
- 사용자 입력 (User Input) 파라미터를 통한 베어링 생성 지원
- 17가지 베어링 타입 지원 (ISO/TS 16281)
- 7개의 글로벌 베어링 브랜드의 DB 제공
- SKF, KOYO, TIMKEN, FAG, IBC, INA, KRW
- 수만가지 이상의 라이브러리를 통한 베어링 생성
- Ball, Roller의 지름과 정격하중 (load rating) 등으로부터 베어링의 내부 형상 파라미터를 추정하는 기능 제공
- 해석 시간의 베어링 위치/속도/가속도/반력의 해석 결과 제공
Bearing KS*의 모델링 예
RecurDyn/DriveTrain - Shaft
- 쉽고 편리하게 모델링이 가능한 직관적인 샤프트 모델링
- 빔(FFlex Beam) 요소를 활용하여 샤프트의 변형/비틀림 해석 지원
- 입력한 빔 형상 정보로부터 빔 형상을 3D로 시각화
- 베어링, 기어가 결합될 위치에 RBE (FDR) 자동 생성
- 유성기어를 위한 Planetary Shaft 모델링 지원
- 샤프트의 변형 등을 직관적으로 확인할 수 있는 전용 Scope 지원
Shaft 모델링 예
RecurDyn/DriveTrain 시뮬레이선 프로세스
- KISSsoft UI 를 이용한 해석 및 후처리
RecurDyn/DriveTrain 시뮬레이션 결과물
- 기어 진동, 샤프트로 구성된 드라이브트레인 시스템의 동적 거동 및 특성 파악
- 기어 진동, 샤프트 변형 등으로 인한 영향 분석
- 전달오차(Transmission Error)를 통한 와인소음(Whine Noise)분석
- 백래시(Backlash)등에 의한 래틀소음(Rattle Noise)분석
- 주된 소음원 분석 및 소음 저감을 위한 설계 모델 검증 (RecurDyn/Acoustics 필요)
RecurDyn/DriveTrain 활용사례 - 전기자 감속기 NVH해석
- 전기차의 NVH특성은 기존의 ICE(Internal Combustion Engine)차량의 트랜스미션과 비교해 현저히 높은 차수가 특징
- 모터의 전자기력에 의해 발생하는 고주파 와인소음 (Whining noise) 발생
- 변속기 기어의 맞물림 주파수 발생
- 베어링 주파수 발생
- DC/AC 컨버터에서 발생하는 고주파수 발생
- 기어의 맞물림 주파수 주변에서의 사이드밴드가 일반적으로 발생
- 원인: 기어의 마모, 손상, 편심 및 Misalignment
- 전기차 감속기 NVH 해석사례 - 기어의 맞물림 차이에 따른 NVH 해석 결과
- 기어의 물림율 차이에 따른 Campbell Diagram 결과 차이
- 해석조건: 0에서 5,000 RPM으로 5초동안 가속
RecurDyn/DriveTrain 모델링 프로세스 영상
RecurDyn/DriveTrain 모델링 데모영상
RecurDyn/DriveTrain 내장 KISSsoft UI 데모영상
