RecurDyn 소개

RECURDYN..?

• RecurDyn(리커다인)은 다양한 분야의 통합된 CAE 동역학 해석 소프트웨어

 

• MBD해석에 특화된  Pre/Post 환경
  • 쉬운 UI환경, 직관적인 인터페이스 제공
  • 다양한 CAD 데이터 포맷 활용

• 빠르고 정확한 Contact 해석
  • 다양한 Contact 계산 방법을 이용하여 빠르고 정확한 접촉 계산
  • 다양한 바디(강체, 유연체) 간 접촉 정의 가능

 

• 자체 Mesh 생성과 Linear Solver 탑재로 (RFlex바디 생성가능)

 

 

 

 

MBD (Multi Body Dynamics)

• 하나 이상의 강체 바디가 기구학적 구속조건이나 접촉조건 등으로 연결되어 있는 강체 시스템의 거동을 예측하는 해석.
• MBD 해석을 통해 물체의 위치, 속도, 가속도 그리고 조인트에 발생하는 반력을 계산.

 

 

 

동역학 해석의 필요성

• 제품에서 발생하는 결함은 주로 파손, 진동, 소음 등이며 이러한 문제를 분석해보면 그 원인이 질량, 또는 관성인 경우가 많음.
• 관성에 의한 영향으로 정적인 상태보다 동적인 상태에서 반력이 크게 발생하는 경우가 발생함.

 

 

 

MFBD (Multi Flexible Body Dynamics)

• 강체의 운동을 해석하는 MBD(Multi-Body Dynamics)와 유연체의 응력 및 변형 등을 해석하는 FEM(Finite Element Method)를 결합하여 강체와 유연체 바디가 모두 포함된 시스템의 동특성을 분석하는 기술이다.

 

 

• 강체와 유연체가 포함된 시스템을 단일 운동 방정식으로 안정적인 해석을 수행한다.
• MFBD 는 유연체 바디의 FEM 해석을 위해 바디의 ModeShape을 이용하는 선형해석 방식인 Modal Method(RFLEX)와 바디의 모든 노드의 자유도를 고려하는 비선형해석 방식인 Nodal Method(FFLEX)을 사용한다.

 

 

FFLEX (Full Flex)

• FEM 모델에서 모든 노드의 자유도를 유지하며, 각 노드 위치와 변위를 직접 계산하여, 큰 변형과 비선형 거동을 정확히 표현
• 높은 정확도의 응력과 변형율 표현
• RFLEX 바디에 비해 상대적으로 느린 속도
• 전체적인 변형 뿐만 아니라 국부적인 변형도 확인 가능
• Buckling과 같은 비선형적 거동 확인 가능
• 대변위 및 대변형이 표현 (Plastic, Hyperelastic)

 

 

RFLEX (Reduced Flex)

• CMS(Component Mode Synthesis)기법을 이용하여 축도된 형태의 운동방정식을 구성함으로써 유연체의 동적거동 및 응력을 빠른 속도로 해석이 가능
  • CMS기법은 모드 중첩 이론으로써 시스템의 고유모드의 중첩과 모드별 적절한 기여도에 따라 시스템의 변형을 표현
• 선형 탄성 재료만 적용이 가능
• 사용하는 모드(Mode)의 개수와 Mesh 크기에 따라 정확도가 향상
• Inferface node가 아닌 위치에 하중 적용 시 정확한 응력 및 변형을 표현
• 전체적인 변형 형상이 아닌 국부적인 변형 및 응력은 부정확함

 

 

 

모드좌표 운동방정식과 일반좌표 운동방정식 비교

• FFLEX에서는 일반좌표로 된 운동방정식을 계산하고, RFLEX에서는 모드좌표로 된 운동방정식으로 계산한다.

 

• 두 식은 이론적으로 동일한 운동방정식
• 질량행렬은 단위행렬(Identity)가 되며 강성행렬은 정방행렬(Diagonal matrix)
• q 는 modal coordinate에서 각 모드의 변형량을 의미
• 모드좌표 q에 관한 운동방정식은 각각의 행이 독립적

 

왜 모드 좌표계 운동방정식이 빠른가?

 

 

 

FFLEX 가 적합한 모델

• Case 1: 기하학적 대변형이 발생하는 모델
  • 종이, 벨트, 와이어 튜브와 같이 부품의 특성 자체가 매우 유연하여 대변형이 발생하기 쉬운 경우

1,2. Paper Feeding(Sheet의 대변형), 3. Flexible PCB

4. Flexible Horse의 대변형, 5,6. Belt의 대변형

• Case 2: Contact 또는 Joint의 위치가 이동하는 모델
  • 하중의 발생 위치가 계속 변화하는 경우와 접촉이 발생하면서 접촉 위치가 시간에 따라 변화하는 경우

1,2. Gear의 형상 접촉, 3,4. Rail Body(LM Guide)의 접촉

 

 

• Case 3: 국부 하중에 따른 응력 집중이 생기는 경우
  • 궤도 링크, 압입, 국부 하중에 의한 응력의 정확도가 필요한 경우

1. Finger Arm의 국부응력, 2. Track Link(Shoe)의 국부응력, 3 핀의 압입에 따른 응력, 4. 굽힘에 의한 국부응력

 

 

 

• Case 4: 좌굴현상과 같은 비선형적 특성이 나타나는 경우

1. 핀의 변형상태의 위상변화에 따른 좌굴, 2. 빔의 변형상태에 따른 좌굴현상, 3. 버튼의 변형형상에 따른 위상 변화

 

 

 

• Case 5: 재료의 비선형적 특성이 필요한 경우

1. 평판의 소성변형, 2.압연에 의한 소성변형. 3. 초탄성 소재(Wiper Blade)의 대변형

 

 

 

 

RFLEX 가 적합한 모델

• Case 1: 대형 FEM모델이며 하중의 작용점이 크게 변하지 않는 부품

1. 차량 프레임(Buggy Car Chassis)의 미소변형, 2. 선반 프레임의 미소변형, 3.차량 프레임의 미소변형, 4.휠로더 프레임의 미소변형

 

 

• Case 2: 유연체의 전체적인 변형형상이 주요하며 이를 기계적 성질로 사용하는 모델  - 스프링류 (판, 코일)

1. CTBA(Coupled Torsion Beam Axle)부품에 대한 거시적 변형, 2. 접촉이 없는 선형 코일 스프링의 거시적 변형, 3.판스프링 모델의 거시적 변형

 

 

• Case 3: 대형 FEM모델이며 하중의 작용점이 크게 변하지 않는 부품

1. 링크 부품의 미소변형, 2. Blade부품의 거시적 변형 및 Modal Force에 의한 분포압력 표현, 3. Latch 부품의 미소변형, 4.크렝크암의 미소변형

 

 

 

FFLEX, RFLEX 해석 결과 비교

• 엔진 크랭크샤프트 해석 (RFlexGen 튜토리얼)
  • RFLEX바디를 사용하면 해석시간을 크게 단축시키면서 유사한 결과를 얻을 수 있음. 해석의 속도가 중요한 경우 효율적 활용가능https://help.functionbay.com/2025/Tutorial/Flexible/RFlexGen/RFlexGenCrankshaft/RFlexGenCrankshaft_English.html

7.5. RFlexGen Crankshaft Tutorial (RFlexGen) — RecurDyn Tutorial 2023 documentation

 

 

 

 

Durability - 피로해석

 

 

CoLink -  제어해석

• RecurDyn 사용자를 위한 보다 보편적이고 합리적인 제어 솔루션 제공 필요
• RecurDyn에 융합된 제어 툴의 요구 → Sampling 정확도, 제반 융합 해석 환경

 

 

 

DriveTrain(KISSsoft) - 드라이브트레인 해석: 

 

Acoustics - 소음 분석 

 

 

Vibration Shape - 실제 운전 조건 하의 진동형상 분석

 

EHD (Elasto-Hydro Dynamics)  - 유체 윤활 분석 

R2R2D, BELT, MTT2D/3D - Web Handling 

 

 

SMP - 멀티코어를 활용한 해석속도 향상 

 

 

다분야 통합해석을 위한 확장성 

 

RecurDyn과 Particleworks의 연성해석

 

 

 

 

 

Global Networks