재료의 실제 거동과 부품간의 상호 작용을 모델링

모든 물리적 프로세스는 본질적으로 비선형성을 가지고 있습니다. 예를 들면, 고무 밴드를 당김에 따라 점점 더 많은 힘이 필요해지는 것이나, 종이 클립을 구부리면 영구 변형이 발생하는 것 등입니다. 이처럼 일상적으로 일어나는 현상에 큰 변형이나 탄력적인 재료 거동을 나타내는 것이 있습니다. 비선형 거동을 고려하지 않으면 제품의 손상이나 안전 문제로 이어져 불필요한 비용이 발생 될 수 있습니다.

비선형 거동은 대변형, 과도한 변형율, 재료 거동, 접촉 효과, 기타 비선형 경계조건 등에 기인합니다. 사실 많은 구조물은 이러한 다양한 비선형성을 가지고 있습니다. MSC Software는 이러한 하나 또는 모든 비선형성을 가지는 시스템을 정확하고 효율적으로 해석할 수 있는 솔루션을 제공하고 있으며, 다양한 산업체의 다양한 응용분야에 사용되고 있습니다.

MSC Software 제품은 다양한 비선형 해석에 사용되고 있습니다:

• 대변형 및 과도한 변형율 해석
• 변형 후 좌굴 해석
• 소성 및 점소성 해석
• 크립 및 응력이완 해석
• 비선형 탄성 해석
• 형상 기억 합금 해석
• 분말 야금 해석
• 초탄성 해석
• 재료의 열 거동
• 전기-열-구조 연성해석
• 성형, 인발, 용접, 양생등 제조공정 해석
• 볼트 모델링
• 재료 파손
• 파괴 및 균열진전 해석
• 재료의 마모
• 열분해 및 삭마
• 멀티 피직스
• 대변형 3D 접촉
• 마찰 해석
• 자동 리메쉬

산업체 적용사례:

• Aerospace and Defense: 랜딩기어, 날개 구조, 동체, 차폐 및 호스류, 박판 성형
• Automotive: 파워트레인, 타이어, 차폐 및 개스킷, 배기계, 브레이크, 서스펜션, 기어 접촉, 용접, 연결 및 체결재
• Electronics: 납땜, 용접, 낙하 시험, 차폐, 스위치 및 체결재
• Energy: 풍력터빈 날개, 복합재 날개 파손, 기어 트레인, 포장재, 팽창 방지재, 차폐 및 개스킷, 파이프 및 관류, 접합, 드릴 날
• Heavy Equipment and Machinery: 기어, 조향장치, 벨트, 호스, 금속 성형, 호스 권선, 강선 권선, 양생, 용접, 인발
• Medical: 스텐트, 카데터, 맥박 조정기, 치과 임플란트, 무릎 임플란트, 보철, 근육 및 피부, 침대 또는 휠체어 등의 의료기기
• Rail: 전도 안정성 검토, 구조 부품, 용접, 연결 및 체결재
• Shipbuilding: 구조 해석, 리벳, 볼트, 용접, 차폐

Geometric Nonlinearity

TWISTING OF A BEAM

BENDING OF A PLATE STIFFENED WITH BEAMS

Structures whose stiffness is dependent on the displacement which they may undergo are termed geometrically nonlinear. Geometric nonlinearity accounts for phenomena such as the stiffening of a loaded clamped plate, and buckling or 'snap-through' behavior in slender structures or components. Without taking these geometric effects into account, a computer simulation may fail to predict the real structural behavior.

Material Nonlinearity

SHEET DRAWING

ORTHODONTIC ARCHWIRE MADE OF NITINOL SHAPE MEMORY ALLOY

Material Nonlinearity refers to the ability for a material to exhibit a nonlinear stress-strain (constitutive) response. Elasto-plastic, hyperelastic, crushing, and cracking are good examples, but this can also include temperature and time-dependent effects such as visco-elasticity or visco-plasticity (creep). Material nonlinearity is often, but not always, characterized by a gradual weakening of the structural response as an increasing force is applied, due to some form of internal decomposition.

Boundary Condition Nonlinearity

FRICTION CLUTCH

CYLINDER HEAD JOINT AND GASKET

When considering either highly flexible components, or structural assemblies comprising multiple components, progressive displacement gives rise to the possibility of either self or component-to-component contact. This characterizes to a specific class of geometrically nonlinear effects known collectively as boundary condition or ‘contact’ nonlinearity. In boundary condition nonlinearity the stiffness of the structure or assembly may change considerably when two or more parts either contact or separate from initial contact. Examples include bolted connections, toothed gears, and different forms of sealing or closing mechanisms.

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