RFORCE — 회전(원심) 하중을 정의하는 Bulk Data entry

RFORCE 는 회전력(Rotational Force)을 정의하는 Bulk Data entry 로, 구조물에 작용하는 원심(centrifugal) 하중을 기술한다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2699].

정의·용도

RFORCE 는 내부적으로 원심력을 계산하는 데 사용되는 spin vector(회전 벡터)의 성분을 정의하며, spin vector 의 각 성분에는 scale factor 가 곱해진다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.325]. 이는 질량 데이터의 지정을 요구하는 mass related loads(질량 관련 하중) 중 centrifugal load 에 해당하며, 같은 부류의 gravity load 는 GRAV entry 로 정의한다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.325][MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.708].

RFORCE entry 로 생성되는 힘은 다음과 같이 작용한다. 일정 각속도(A)에 대해 정의된 힘은 양의 radial 방향으로 작용하여 일정 각속도로 인한 구조물의 관성력을 나타낸다. 일정 각가속도(RACC)에 대해 정의된 힘은 각가속도와 같은 방향으로 작용하며, 이는 일정 각가속도로 인한 구조물의 관성력과는 반대 방향이 된다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2699].

형식 / 필드 / 구문

Quick Reference Guide 의 RFORCE entry 는 Rotational Force 로 분류되어 있다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2699]. 주요 필드 및 동작에 관한 remark 는 다음과 같다.

CID 가 rectangular coordinate system 이 아닌 경우, RFORCE 는 이를 rectangular 인 것처럼 취급하므로 예상치 못한 결과가 나올 수 있다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2702].
Follower force stiffness(param,followk,yes)는 method 2 에서만 지원된다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2702].
서로 다른 SID 를 갖는 다수의 RFORCE entry 를 SOL 400 의 동일 loadcase(STEP 및/또는 SUBCASE)에서 사용할 수 있으며, FORCE 나 PLOAD4 를 결합하는 방식과 유사하게 LOAD entry 로 결합해야 한다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2702].
CID, METHOD, RACC, MB, IDRF 필드는 SOL 700 에서 무시된다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2702].
Axisymmetric Harmonic 요소(PAXSYMH entry 로 선택된 요소)에 대해서는 METHOD=2 가 필요하며, METHOD=1 선택은 모델의 모든 해당 요소에 대해 자동으로 METHOD=2 로 대체된다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2702].

적용 범위 제어 (RFORSET)

PARAM, RFORSET, n 을 사용하면 rotational force loading(RFORCE)을 구조물의 일부에만 적용할 수 있으며, 여기서 n 은 적용 대상 GRID 를 정의하는 SET1 entry 이다. RFORSET 은 RFORCE loading 과 마찬가지로 global 하며 해석 시작 시 한 번 계산된다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.915]. RFORSET 은 Bulk Data, 첫 번째 Subcase 위, 또는 첫 번째 Subcase 안에 나타날 수 있고 다른 Subcase 에 나타나면 무시되어 잘못된 결과를 유발할 수 있다. 동반 entry 로 GRAVSET 이 있으며, RFORCE loading 이 호출되지 않으면 PARAM, RFORSET, n 은 제거해야 한다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.915].

LOAD 조합 시 주의

RFORCE 는 LOAD entry 가 정의하는 정적 하중의 선형 결합(superposition) 대상 중 하나이다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1995]. 다만 LOAD entry 의 RFORCE 스케일링은 rotor dynamics 에서 절댓값 S × Si 의 제곱근을 사용하므로, rotor dynamics 에서 RFORCE 와 함께 쓸 때는 S=1.0, Si=1.0 이외의 값으로 LOAD entry 를 쓰지 않을 것을 권장한다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1995]. Case Control 의 LOAD=n 에서 참조되는 set ID 는 RFORCE 를 포함한 외부 하중 entry 중 하나 이상에 나타나야 한다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.468].

솔버 내부 동작

MGG(질량 행렬)는 GRAV 또는 RFORCE 하중이 적용되면 purge 될 수 없으며, CSTM0·SCSTM 은 GRAV 및 RFORCE entry 의 MB=-1 지원에 필요하다 [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.2516]. Rotational force 는 RFORCE Bulk Data entry 로부터 유도된다 [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.1831]. 정적 gyroscopic load 생성 시 RFORSCAL 은 RFORCE record 에 정의된 하중의 scale factor, RACCSCAL 은 RFORCE record 의 RACC 값에 대한 scale factor 로 사용된다 [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.1937]. Cyclic symmetry 에서는 CYCLIC1 이 harmonic component 로 등가의 GRAV 및 RFORCE Bulk Data entry image 를 생성한다 [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.1621].

출처

[MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2699] — RFORCE 정의/Format/Remarks(힘의 방향)
[MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2702] — CID/METHOD/RACC/MB/IDRF 등 Remarks
[MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.915] — PARAM, RFORSET
[MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1995] — LOAD 조합/rotor dynamics 주의
[MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.468] — LOAD=n describer
[MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.325] — Mass Related Loads (GRAV/RFORCE)
[MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.708] — Mass Related Loads
[MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.2516] — purge 규칙/MB=-1
[MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.1831] — rotational force 유도/LOADFACR
[MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.1937] — RFORSCAL/RACCSCAL
[MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.1621] — CYCLIC1

tags	nastran, bulk-data, load, centrifugal, rotational-force
aliases	RFORCE

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