GRAV
GRAV는 임의의 사용자 정의 좌표계에서 중력(또는 가속도) 벡터의 방향과 크기를 정의하는 Bulk Data entry이다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1929].
정의·용도
GRAV entry는 중력 벡터의 방향과 크기를 정의하며, 이 중력 벡터의 성분들에 질량 행렬(mass matrix)을 곱하여 각 grid point에서의 중력 force 성분을 얻는다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.325]. 따라서 질량 행렬이 사용되므로 모델에 질량이 존재해야 하며, 일반적으로 material entry의 밀도(density)로 정의된다 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.168]. 중력 하중에는 nonstructural mass와 CONM1, CONM2 entry로 정의된 lumped mass의 효과도 포함된다 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.168].
GRAV로 정의되는 중력 하중은 해석 전체에 걸쳐 방향이 고정되어 있다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.325]. 이 가속도는 정적(static) 하중을 발생시키며 동적 하중이 아니다 — 구조 응답은 정상상태(steady state)이고 천이(transient) 성분은 0이다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.179]. 가속도의 크기와 작용 방향을 모두 지정해야 한다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.179]. 흔한 예로는 중력(구조물 자중에 대한 응답)과 차량 기동 하중(급선회 시 g를 받는 탑승자나 장비 패키지)이 있다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.179].
GRAV는 RFORCE와 함께 질량 관련 하중(mass related load)으로 분류되며, RFORCE는 원심 하중(centrifugal load)을 정의한다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.325]. 또한 GRAV는 기본 정적 하중(basic static load) 중 하나로 분류된다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.167]. 다만 중력 가속도는 scalar point에서는 계산되지 않으므로, scalar point에서의 중력 하중은 사용자가 직접 도입해야 한다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.312].
형식 / 필드 / 구문
가속도는 GRAV Bulk Data entry로 적용하며 형식은 다음과 같다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.179].
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| GRAV | SID | CID | A | N1 | N2 | N3 | MB |
| 필드 | 내용 | 값 |
|---|---|---|
| SID | Set identification number | Integer > 0 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.179] |
| CID | Coordinate system identification number | Integer ≥ 0; Default = 0 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.179] |
| A | Acceleration vector scale factor | [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.179] |
| N1, N2, N3 | 가속도 벡터의 성분 (방향) | [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.179] |
GRAV entry는 반드시 고유한 SID를 가져야 하며, 다른 어떤 loading entry도 같은 ID를 사용해서는 안 된다 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.168]. 즉 GRAV entry의 set ID는 다른 어떤 load entry의 Set ID와도 같을 수 없다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.182]. 다른 유형의 하중과 결합하려면 LOAD entry를 사용한다 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.168].
사용 예
z-방향 0.3 g 등 특정 방향의 관성 하중을 받는 계측 패키지에 대해, 세 개의 별도 GRAV entry를 다음과 같이 작성할 수 있다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.182].
SID CID A N1 N2 N3
GRAV 15 12.7 1. 0. 0.
GRAV 15 27.4 0. 1. 0.
GRAV 15 2.9 0. 0. 1.
관련 항목
- LOAD — 중력 하중을 다른 하중과 선형 결합(combining loads)할 때 사용 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.167]
- RFORCE — 원심 하중을 정의하는 질량 관련 하중 entry [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.325]
- ACCEL / ACCEL1 — 구조물 영역에 걸쳐 변화하는 가속도 하중을 적용하는 entry, GRAV·FORCE·MOMENT와 동일한 방식으로 사용 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.169]
- FORCE, MOMENT — 함께 쓰이는 기본 정적 하중 entry [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.169]
- CONM2 — lumped mass 정의 (중력 하중 계산에 포함) [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.168]
- PARAM, GRAVSET — SET1 entry로 정의한 일부 GRID에만 중력 하중을 적용 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.870]
- Case Control —
LOAD = SID명령으로 하중 집합을 선택 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.182] - Static Loads — 상위 개념 (기본 정적 하중) [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.167]
- MSC Nastran Reference Guide, MSC Nastran Quick Reference Guide, MSC Nastran Getting Started Guide — 출처 매뉴얼
GRAV로 정의된 정적 하중 entry(FORCE, GRAV, LOAD 등)는 직접 및 모달 동적 해석에서도 사용될 수 있으며 DAREA entry와 상호 교환 가능하고 LSEQ entry로 참조될 수 있다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.445]. 또한 DMAP의 CYCLIC1은 조화 성분(harmonic component)에서 등가의 GRAV 및 RFORCE Bulk Data entry 이미지를 생성한다 [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.1621].
출처
- [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1929] — GRAV, Acceleration or Gravity Load
- [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.870] — PARAM, GRAVSET
- [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.167, p.179, p.182] — 기본 정적 하중, Acceleration Loads (GRAV), 예제
- [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.312, p.325, p.445] — Inertia Loads, Mass Related Loads, Solution Sequence
- [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.168, p.169] — Gravity (GRAV), Acceleration Loads (ACCEL/ACCEL1)
- [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.1621] — CYCLIC1 Remark