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[CAE] 조인트 마찰이 무엇이고 어떻게 동작할까요? - 제 3편

  • 24-04-24 00:00
  • tech
조회수 2,197

조인트 마찰이 무엇이고 어떻게 동작할까요? - 제 3편 



Creating Joint Friction 


SOLIDWORKS 메이트는 어셈블리 부품 간의 상대 운동을 정의합니다.


SOLIDWORKS 메이트를 우클릭한 후, 마찰을 추가하는 방법은 다음과 같습니다:

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1. 메이트 속성 관리자로 이동합니다.


2. 해석 탭을 선택합니다.


3. 마찰 옵션을 활성화합니다.


4. 재료를 선택하거나 마찰 계수를 정의합니다. 이를 위해 해당 옵션을 선택한 후 재료를 지정하거나 계수를 입력합니다.


5. Joint dimensions에 값을 입력합니다.


참고 사항


- 마찰 값을 올바르게 계산하려면 메이트 위치를 작은 (일반적으로 이동하는) 면의 기하 중심으로 지정합니다.


- 메이트의 정의에서, SOLIDWORKS Motion은 첫 번째 선택이 이동 부품에 해당하고 두 번째 선택이 고정 부품에 해당한다고 가정합니다.
  트리에서 메이트가 다음과 같이 나타나는지 확인하세요.


[MateType] (MovingComponent <1 >,FixedComponent <1 >) 


메이트의 선택 순서를 원하는 대로 정렬하려면 FeatureManager 디자인 트리에서 구성 요소의 순서를 일시적으로 재정렬해야 할 수도 있습니다.


첨부된 예제 모델을 참조하세요. 


이 모델은 평면 위에 블록이 있습니다. 


이 블록은 100 N의 힘으로 평판에 누르고 있으며, 선형 모터에 의해 X 방향으로 이동하도록 강제됩니다. 


두 구성 요소 간에는 0.25의 마찰 계수를 갖는 Coincident 메이트가 정의되어 있습니다. 


이 모델은 25 N의 마찰 힘을 얻기 위해 Coincident 메이트를 올바르게 정의하는 방법을 보여줍니다.


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메이트의 정의에서 선택 순서, 메이트 위치 및 Joint dimensions에 유의하십시오.




Meaning of the Joint Dimensions 



메이트의 조합과 SOLIDWORKS 메이트 유형(예: Coincident 또는 Concentric)에 따라, 해석 탭의 마찰 그룹을 사용하여 시뮬레이션 중인 조인트 유형에 해당하는 치수를 입력할 수 있습니다. 


이는 다음 범위 중 하나에 속합니다. 


Joint dimensions은 메이트 위치, 메이트 정의에서의 선택 순서 및 마찰 계수와 함께 사용됩니다. 


이러한 모든 요소를 통해 조인트 내의 힘과 모멘트를 계산하고, 따라서 마찰 힘과 모멘트를 계산할 수 있습니다.


이러한 치수와 요소들을 적절하게 조합하여 메이트를 정의하면, 조인트 내의 힘과 모멘트를 올바르게 모델링하고 마찰 힘을 산출할 수 있습니다.


Hinge Mate

Revolute Joint Friction Model

마찰 효과를 계산하기 위해 회전 조인트는 보통 구멍 안에 회전하는 딱 맞는 핀으로 모델링됩니다.

  • r 차원은 핀의 반지름을 나타냅니다.
  • l 차원은 구멍과 접촉하는 핀의 길이를 나타냅니다.

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두 개의 원통형 면 사이의 동심원 메이트.
두 선형 요소(가장자리, 축, 임시 축, 스케치) 간 메이트

Cylindrical Joint Friction Model

마찰 효과를 계산하기 위해 원통형 조인트는 보통 구멍 안에 회전하고 이동하는 딱 맞는 핀으로 모델링됩니다.

  • r 차원은 핀의 반지름을 나타냅니다.
  • l 차원은 구멍과 접촉하는 핀의 길이를 나타냅니다.

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두 꼭지점, 스케치 포인트 또는 참조 포인트 사이의 일치 메이트
두 구면 사이의 동심원 메이트

Spherical Joint Friction Model

마찰 효과를 계산하기 위해 구형 관절은 소켓에서 회전하는 공으로 모델링됩니다.


공 표면 영역의 일부는 소켓과 접촉합니다.

  • 치수 d는 공의 지름입니다.

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두 평면 메이트

Translational Joint Friction Model

마찰 효과를 계산하기 위해 병진 조인트는 직사각형 슬리브에서 미끄러지는 직사각형 막대로 모델링됩니다.

  • 치수 h는 직사각형 막대의 높이입니다.
  • 치수 w는 직사각형 막대의 너비입니다.
  • 치수 l은 슬리브와 접촉하는 바의 길이입니다.

참고: 이 모델은 예시 조인트 마찰 모델 중 하나입니다. 이 조인트 마찰 모델은 사용하지 마십시오.

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Universal Joint mate

Universal Joint Friction Model

마찰 효과를 계산하기 위해 범용 조인트는 엔드 캡 세트에서 회전하는 원통형 크로스 피스로 모델링됩니다.

  • 치수 r은 베어링 엔드 캡의 반경입니다.
  • 치수 w는 십자 조각의 높이입니다.

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Coincident mate between two planar faces

Planar Joint Friction Model

마찰 효과를 계산하기 위해 평면 조인트는 한 블록이 다른 블록의 표면을 가로질러 미끄러지고 회전하는 것으로 모델링됩니다.

  • 치수 l은 슬라이딩 블록의 길이입니다.
  • 치수 w는 슬라이딩 블록의 폭입니다.
  • 차원 r은 다른 블록과 접촉하는 슬라이딩 블록의 면을 둘러싸는 블록 면의 중심에 있는 원의 반지름입니다.

참고: 이 모델은 예시 조인트 마찰 모델 중 하나입니다. 이 조인트 마찰 모델은 사용하지 마십시오.

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Friction Results


다음은 다양한 유형의 메이트에 대한 사용 가능한 결과입니다.


 Model Type

 Reaction Force

 Reaction Moment

 Revolute

 No

 Yes

 Cylindrical

 Yes

 Yes

 Spherical

 No

 Yes

 Universal

 No

 Yes

 Translational

 Yes

 No

 Planar

 Yes

 Yes


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