Driving J-Turn Tutorial (Tire)
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목차 개요... 1 목적... 1 필요요건... 2 과정... 2 예상소요시간... 2 시뮬레이션환경설정... 3 목적... 3 예상소요시간... 3 RecurDyn 시작... 4 Icon 과 Marker 의크기조정... 4 차량모델링... 5 목적... 5 예상소요시간... 5 Chassis Body 생성... 6 Suspension Subsystem 생성... 9 Steering 을위한 Translate Joint 생성... 12 동력을위한 Rotational Axial Force 생성... 14 GRoad 생성... 15 GTire 생성... 16 주행해석... 20 목적... 20 예상소요시간... 20 주행해석을위한준비... 21 차량안착해석수행... 25 직진주행해석수행... 26 J-Turn 주행해석수행... 27 Plot 그리기... 29 Tire Property 수정과해석... 31 목적... 31 예상소요시간... 31 UA-Tire Property 수정및해석... 32 GRaod 변경과해석... 35 목적... 35 예상소요시간... 35 GRoad 변경및해석... 36 여러가지주행해석 ( 참고 )... 40
Chapter 1 개요 목적 달리는차량의거동을해석할때 Tire 와지면사이의접촉력은매우중요한요소입니다. Tire 의접촉력은다양한동적하중으로부터발생하는 Friction, Slip 등이고려되어야하기때문에일반 Contact 으로는표현하는데어려움이있습니다. RecurDyn 은 Tire 와지면사이의접촉력을쉽게정의할수있는 UI 와여러타입의 Tire Solver 를제공합니다. 본튜토리얼에서는 GTire Toolkit 을사용하여 UA-Tire 타입의 Tire 를생성하는방법을배우게됩니다. GTire Toolkit 은 Tire 와 Wheel 의형상을쉽게생성및정의할수있으며, 여러타입의 Tire Solver 도쉽게변경가능합니다. 본튜토리얼에서사용된모델은 Macpherson Strut Suspension 구조의전륜구동차모델로써주행중조향각을변경하여 J-Turn 을하였을때차량의동적특성을확인할수있도록구성하였습니다. CAD 와 Subsystem 파일불러오기를통한차량모델링 GRoad 와 UA-Tire 타입의 GTire 생성 P 제어를와 Steering 제어를통한주행해석 Tire Property 수정과결과분석 1
필요요건 본튜토리얼은 RecurDyn 에서제공되고있는 Basic Tutorial 을숙지한사용자를위한것입니다. 따라서본튜토리얼을사용하기위해서는앞서언급된교재를선행해야본교재의이해를높일수있습니다. 과정 본튜토리얼은다음의과정들로구성되어있으며, 소요되는시간은다음의표와같습니다. 과정 시간 ( 분 ) 시뮬레이션환경의설정 5 차량모델링 15 주행해석 20 Tire Property 수정과해석 10 GRoad 변경과해석 10 총합 60 75 분 예상소요시간 2
Chapter 2 시뮬레이션환경설정 목적 시뮬레이션을실행하기위해 Unit, Gravity, Icon Size 를설정해봅니다. 5 분 예상소요시간 3
RecurDyn 시작 새로운모델생성하기 1. 바탕화면에서 RecurDyn 아이콘을더블클릭합니다. RecurDyn 이실행되면서 Start RecurDyn 대화상자가나타납니다. 2. Name 입력란에모델의이름을 Driving_Test 로입력합니다. 3. Unit 을 MMKS 로설정합니다. 4. Gravity 를 Z 로설정합니다. 5. OK 를클릭합니다. Icon 과 Marker 의크기조정 모델을좀더잘보이게하기위해서 Icon 과 Marker 의크기를조정합니다. 아이콘과마커의크기를변경하기 1. View Control 툴바에서 Icon Control 을클릭합니다. Icon Control 대화상자가나타납니다. 2. Icon Size 와 Marker Size 를 20 으로설정합니다. 3. Icon Control 대화상자를닫습니다. 4
Chapter 3 차량모델링 목적 차량 CAD 파일과 Subsystem 파일불러오기를통해 Chassis 와 Suspension 을정의하고 GRoad 와 GTire 를생성하여차량모델링을완성해봅니다. 아래와같은모델링을진행해봅니다. CAD 파일을 Import 하여 Chassis Body 생성 Subsystem 파일을 Import 하여 Suspension 생성 Box Geometry 를이용한 GRoad 생성 UA-Tire 타입의 GTire 생성 15 분 예상소요시간 5
Chassis Body 생성 Chassis Geometry 생성하기 1. Body 의 Edit 모드로진입하기위해 Professional 탭의 Marker and Body 그룹에서 General 을클릭합니다. 오른쪽그림과같이 Working Window 왼쪽상단에 Body1@Driving_Test 라고표기됩니다. 2. File 메뉴에서 Import 를클릭합니다. 3. Files of type 을 ParaSolid File (*.x_t,*.x_b ) 로설정합니다. 4. GTire 튜토리얼폴더에서 Chassis.x_t 파일을선택합니다. ( 파일경로 : <InstallDir> /Help /Tutorial/Toolkit/Tire/DrivingJTurn/Chassis.x_t) 5. Open 을클릭하면 CAD Import Options 창이나타납니다. Assembly Hierarchy 선택을해제한후, Import 버튼을누릅니다. Message 창에성공적으로 Import 되었다는메시지가보여지고 Chassis 가아래와같이보여집니다. 6. Geometry 탭에서 Exit 를클릭하여 Body Edit 모드에서나옵니다. 6
Body1 의 Property 변경하기 1. Body1 의 Property 대화상자를엽니다. 2. General 탭을클릭한후아래와같이변경합니다. Name : Chassis Layer : 2 3. Graphic Property 탭을클릭합니다. 4. Apply Transparency for All Graphics belong to Body 를체크하고 Transparency Level 을오른쪽그림과같이변경합니다. 5. Body 탭을클릭합니다. 차량해석에있어서 Chassis 의 Mass 정보는매우중요한부분을차지합니다. 때문에실험측정값또는신뢰할만한자료를바탕으로 Body Property 에적용시켜주는과정이필수적입니다. 6. Material Input Type 을 User Input 으로변경후아래와같이정보를변경합니다. Mass : 1500 Ixx : 300000000 Iyy : 2400000000 Izz : 2550000000 Ixy : 0 Iyz : 0 Izx : 10000000 7
7. User Input 상태를적용시키기위해 Apply 를클릭합니다. User Input 상태를적용시키지않으면 Center Marker 수정이불가합니다. 8. CM 을클릭하여 Center Marker 의 Property 대화상자를엽니다. 9. CM 의 Property 대화상자에서 Origin 을 -900, 0, 300 로변경하고 OK 를누릅니다. 10. Body 의 Property 대화상자도 OK 를눌러변경사항을적용시킵니다. 아래와같이 Chassis 가보여집니다. Center Marker 8
Suspension Subsystem 생성 Suspension Subsystem 불러오기 1. File 메뉴에서 Import 를클릭합니다. 2. Files of type 을 RecurDyn Subsystem File (*.rdsb) 로설정합니다. 3. GTire 튜토리얼폴더에서 Suspension.rdsb 파일을선택합니다. ( 파일경로 : <InstallDir> /Help /Tutorial/Toolkit/Tire/DrivingJTurn/Suspension.rdsb) 4. Open 을클릭하면 Import Subsystem 대화상자가나타납니다. 5. OK 를누릅니다. Database 에 Suspension 이라는 Subsystem 이생성되고아래그림과같이 Suspension 이 Chassis 안쪽에나타납니다. Database 에서 Suspension Subsystem 의내부로진입해보면앞뒤좌우의총 4 개의 Subsystem 으로구분되어있습니다. 9
다시, Database 에서 4 개의 Suspension Subsystem 중하나의 Suspension 내부로진입해보면최종적으로각요소에대한 MBD 모델링이되어있는것을확인할수있습니다. 6. Subsystem 분석이완료되면 Professional 탭에서 Exit 을클릭하여최상위상태로나옵니다. Subsystem Mother Body 변경하기 1. Suspension Subsystem 의 Property 대화상자를엽니다. 2. Subsystem 탭에서 Mother Body 를 Chassis 로변경합니다. 3. OK 를누릅니다. 아래그림에서표시된 Entity 들은 Subsystem 속에서 Mother Body 와모델링되어있습니다. 위에서 Mother Body 가 Chassis 로변경되어해당 Entity 들은 Chassis 와의연결관계로정의가됩니다. 즉, Suspension 이 Chassis 와의관계로모델링된효과를볼수있습니다. Bushing Force Fixed Joint Bushing Force 10
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Steering 을위한 Translate Joint 생성 Suspension Subsystem 에는 Steering 에대한모델링은되어있지않습니다. Chassis 와 RackBar 간의 Translate Joint 를생성하여 Steering System 을구성해봅니다. Translate Joint 생성하기 1. Chassis 속에가려진 RackBar 를클릭해야하기때문에 Layer Settings 대화상자를미리열어놓습니다. 2. Professional 탭의 Joint 그룹에서 Translate 를클릭합니다. 3. Creation Method 를 Body, Body, Point, Direction 으로설정합니다. 4. Working Window 에서첫번째 Body 로 Chassis 를클릭합니다. 5. Chassis 속에가려진 RackBar 를클릭하기위해서 Layer Settings 대화상자에서 Layer 2 의 On 을해지합니다. 6. 두번째 Body 로 Subsystem 속 RackBar 를클릭하기위해 Shift 키를누른채로오른쪽그림과같이 Steering_RackBar@Suspension 을클릭합니다. 7. 두 Body 가선택되면나머지두값을아래와같이입력합니다. Point: -216, 0, 176 Direction: 0, 1, 0 + Shift Key 8. TraJoint1 이생성되면다시 Layer Settings 대화상자에서 Layer2 의 On 을다시켜고 Close 를클릭하여대화상자를닫습니다. 9. TraJoint1 의 Property 대화상자를열고 Name 을 Tra_Steering 으로변경합니다. 12
Translate Joint 에 Motion 입력하기 차량을직진주행시키기위해서는조향장치에아무런움직임이없어야합니다. 움직임이없도록 Expression 을정의하고 Translate Joint 의 Motion 에입력합니다. 1. Tra_Steering 의 Property 대화상자를엽니다. 2. Joint 탭에서 Include Motion 을클릭합니다. 3. Motion 을클릭하여 Motion 대화상자를엽니다. 4. Type 을 Displacement(Time) 로하고 EL 을클릭합니다. 5. Expression List 대화상자가나타나면대화상자를열기위해 Create 를클릭합니다. 6. Expression 대화상자가나타나면아래와같이입력합니다. Name : Ex_Steering_RackBar_mm Content : 0 7. Expression 대화상자에서 OK 를클릭합니다. 8. 다시 Expression List 대화상자가나타나면, List 에서 Ex_Steering_RackBar_mm 를활성화시킨후 OK 를클릭합니다. 9. 오른쪽그림과같이 Motion 대화상자에서 Expression 이입력된것을확인하고 OK 를클릭합니다. 10. Tra_Steering 의 Property 대화상자에서 OK 를클릭합니다. 오른쪽그림과같이 Translate Joint 에 Motion 이표기되어보여집니다. 13
동력을위한 Rotational Axial Force 생성 전륜구동차량의동력을표현하기위해앞 Suspension 의양쪽 WheelHub 에 Rotational Axial Force 를생성합니다. Suspension Subsystem 속에이미정의되어있는 Knuckle 과 WheelHub 사이에 Revolute Joint 를이용하여간단하게 Rotational Axial Force 를생성해봅니다. Rotational Axial Force 생성하기 1. Professional 탭의 Force 그룹에서 Rot.Axial 를클릭합니다. 2. Creation Method 를 Joint 로설정합니다. 3. 오른쪽전륜동력을생성하기위해 Shift 키를누른채로오른쪽 Subsystem 속의 WheelHub 중심에있는 Rev_Knuckle WheelHub@Suspension_FR@Suspension 을클릭합니다. + Shift Key 4. 다시 Professional 탭의 Force 그룹에서 Rot.Axial 를클릭합니다. 5. Creation Method 를 Joint 로설정합니다. 6. 왼쪽전륜동력을생성하기위해 Shift 키를누른채로왼쪽 Subsystem 속 WheelHub 중심에있는 Rev_Knuckle WheelHub@Suspension_FL@Suspension 을클릭합니다. 7. RotationalAxial1 의 Property 대화상자를열고 Name 을 Rot_Torque_FR 로변경합니다. 8. RotationalAxial2 의 Property 대화상자를열고 Name 을 Rot_Torque_FL 로변경합니다. 모델저장하기 기본적인차량모델링이완성되었습니다. File 메뉴에서 Save 를클릭하여모델을저장합니다. 14
GRoad 생성 GTire 의 Contact 은일반 Contact Entity 들과는다르게 GRoad 가정의되어있어야합니다. Geometry 를이용하여 GRoad 를생성해봅니다. GRoad 생성을위한 Box Geometry 생성하기 1. Ground 의 Edit 모드로진입하기위해 Professional 탭의 Marker and Body 그룹에서 Ground 를클릭합니다. Ground Edit 모드에진입하면 Working Window 왼쪽상단에 Ground@Driving_Test 라고표기됩니다. 2. Ground 탭의 Marker and Geometry 그룹에서 Box 를클릭합니다. 3. Creation Method 를 Point, Point 로설정한후아래와같이입력합니다. Point : -5000, 5000, -170 Point : 80000, -50000, -1000 아래그림과같이 Box1 이생성됩니다. GRoad 생성하기 1. Ground 탭의 Road Data 그룹에서 GRFace 를클릭한후아래와같이입력합니다. Face : Box1.Face1 Direction : 0, 0, 1 (Normal Vector) Direction : 1, 0, 0 (Heading Vector) 2. Save As 대화상자가나타나면모델이저장된경로에 GRoad.rdf 파일을저장합니다. 아래그림과같이 GRoad1 이생성됩니다. 3. Ground 탭에서 Exit 를클릭하여 Ground Edit 모드에서나옵니다. 15
GTire 생성 GTire 가지원하는 Solver Type 에는 UA-Tire, MF-Tire, F-Tire 등여러종류가있습니다. 본튜토리얼에서는직관적이고사용방법이쉬운 UA-Tire 타입을사용합니다. UA-Tire 타입의 Tire 파일복사해오기 GTire 튜토리얼폴더에서 UATire_MMKS.tir 파일을복사하여모델저장위치에붙여넣습니다. ( 파일경로 : <InstallDir> /Help/Tutorial/Toolkit/Tire/DrivingJTurn/UATire_MMKS.tir) 본튜토리얼에서사용되는예제파일은 UA-Tire Solver 스팩에맞게정의되어있습니다. UA-Tire 파일구성은다음과같습니다. Unit Solver Type Tire Feature Contact Parameter 16
GTire 생성하기 1. Toolkit 탭의 Toolkit 그룹에서 GTire 를클릭합니다. 2. Creation Method 를 Point, WithDialog 로설정한후 Point 로 0, -800, 150 입력합니다. 3. GTireGroup 의대화상자가나타나면 을클릭합니다. 4. Open 대화상자가나타나면위에서복사한 UATire_MMKS.tir 파일을연결시킵니다. 연결이되면자동으로 Tire Radius, Tire Width 등 Geometry 정보들이업데이트됩니다. 5. Road 를선택하기위해 R 을클릭합니다. 6. 위에서생성한 Ground.GRoad1 을선택합니다. 7. Force display 를 Action 으로변경합니다. 8. OK 를클릭합니다. Database 에 GTireGroup1 이생성됩니다. 9. GTireGroup1 의 Property 대화상자를열어서 Name 을 GTire_FR 로변경합니다. 10. 아래정보를사용하여 2-10 과정을반복합니다. Point : 0, 800, 150 Name : GTire_FL Point : -2746.8298265481, -800, 150 Name : GTire_RR Point : -2746.8298265481, 800, 150 Name : GTire_RL 17
생성된 4 개의 GTire 를각각의 WheelHub 에 Fixed Joint 로구속해야합니다. GTire 와 WheelHub 사이에 Fixed Joint 생성하기 1. Working Plane Toolbar 에서 Change to XY 를선택합니다. 2. 차량만을확대하기위해 Database 에서모든 Gtire Entity 들을다중선택하고 View Control Toolbar 에서 Fit 을클릭합니다. 3. Chassis 속에가려진 WheelHub 를클릭해야하기때문에 Layer Settings 대화상자를열고 Layer 2 의 On 을해지합니다. 아래그림과같이보여집니다. 4. Professional 탭의 Joint 그룹에서 Fixed 를클릭합니다. 5. Creation Method 를 Body, Body, Point 로설정합니다. 6. 첫번째 Body 로 Subsystem 속 WheelHub 를클릭하기위해 Shift 키를누른채로아래그림과같이 WheelHub@Suspension_FR@Suspension 을클릭합니다. + Shift Key 7. 두번째 Body 로 GTire_FRBody 를선택합니다. 8. Point 로 0, -800, 150 을입력합니다. 9. 생성된 Fixed1 의 Property 대화상자를열고 Name 을 Fix_GTire_FR 로변경합니다. 18
10. 아래정보를사용하여 3-8 과정을반복합니다. Body : WheelHub@Suspension_FL@Suspension Body : GTire_FLBody Point : 0, 800, 150 Name : Fix_GTire_FL Body : WheelHub@Suspension_RR@Suspension Body : GTire_RRBody Point : -2746.8298265481, -800, 150 Name : Fix_GTire_RR Body : WheelHub@Suspension_RL@Suspension Body : GTire_RLBody Point : -2746.8298265481, 800, 150 Name : Fix_GTire_RL 4 개의 Fixed Joint 가생성되면다시 Layer Settings 대화상자에서 Layer2 의 On 을다시켜고 Close 를클릭하여대화상자를닫습니다. 모델저장하기 Road 부터 Tire 까지해석에필요한모든모델링이완성되었습니다. File 메뉴에서 Save 를클릭하여모델을저장합니다. 19
Chapter 4 주행해석 목적 완성된차량모델을이용하여아래와같은주행해석을수행해봅니다. 차량안착해석수행 직진주행해석수행 J-Turn 주행해석수행 20 분 예상소요시간 20
주행해석을위한준비 차량주행속도에대한 Torque 를 Spline 으로정의하고 Expression 으로구현합니다. 그리고생성된 Expression 을이용하여챕터 3 에서생성한두개의 Rotational Axial Force 에적용시켜봅니다. 속도에대한토크를 Spline 으로정의하기 1. SubEntity 탭에서 Expression 그룹의 Spline 을클릭합니다. 2. Spline List 대화상자가나타나면 Create 를클릭합니다. 3. Spline 대화상자가나타나면 Add Row 를클릭한후아래값들을입력합니다. Name : Sp_Torque_kmph_Nmm Data : No X Y1 1 0 1260000 2 25 840000 3 50 630000 4 75 525000 5 100 462000 6 125 420000 7 150 378000 8 175 357000 9 200 336000 10 225 325500 위정보는차량속도 (km/h) 에대하여휠이받는토크 (N*mm) 입니다. 4. OK 를클릭합니다. 5. Spline List 대화상자에서도 OK 를누릅니다. 간편하게속도조절을하기위해서목표속도 (km/h) 를 PV 로정의합니다. PV 정의하기 1. SubEntity 탭에서 Parameter 그룹의 PV 를클릭합니다. 2. PV List 대화상자가나타나면 Add 를클릭하여아래값을정의합니다. InputV_kmph : 0 3. OK 를클릭합니다. 21
차량속도를측정할 Reference Marker 생성하기 1. Working Plane Toolbar 에서 Change to XY 를선택합니다. 2. 차량만을확대하기위해 Database 에서모든 Gtire Entity 들을다중선택하고 View Control Toolbar 에서 Fit 을클릭합니다. 3. Professional 탭의 Marker and Body 그룹에서 Marker 를클릭합니다. 4. Creation Method 를 Body, Point 로설정한후아래값을입력합니다. Body : Ground Point : -1400, 0, 540 5. 아래정보를이용하여 3 과정을반복합니다. Body : Chassis Point : -1400, 0, 540 아래그림과같이 Chassis 중앙에두개의 Marker 가생성됩니다. 6. Database 에서 Ground 하위의 Markers 에서마지막에생성된 Marker 를선택하여 Property 대화상자를엽니다. 7. Origin&Orientation 탭으로이동하여아래의값들과동일정보가입력되어있는지확인합니다. Origin : -1400, 0, 540 Orientation : 0, 0,0 Reference 로사용될 Marker 이므로 Origin 과 Orientation 에따라해석결과가크게달라질수있으니주의해야합니다. 8. Property 값들이문제없는것을확인후 General 탭에서 Name 을 VM 으로변경합니다. 9. OK 를클릭합니다. 10. Chassis 의 Marker 에도 6-8 과정을반복합니다. 22
Torque Expression 정의하기 1. SubEntity 탭에서 Expression 그룹의 Expression 을클릭합니다. 2. Expression List 대화상자가나타나면대화상자를열기위해 Create 를클릭합니다. 3. Expression 대화상자가나타나면아래와같이입력합니다. Name : Ex_Torque_Nmm Content : AKISPL( ABS( ( VX( 1, 2, 1 )/1000*3.6 ) ), 0, 3, 0 ) *MIN( 1.0, ( InputV_kmph-VX( 1, 2, 1 )/1000*3.6 )*1.4 ) Argument : ID1 : Chassis.VM ID2 : Ground.VM ID3 : Sp_Torque_kmph_Nmm 위에서정의한 Expression 의구성을세부적으로살펴보면다음과같습니다. AKISPL 함수로위에서정의한 Spline 정보를사용하여 Torque 값을반환받습니다. Spline 의 X 값으로는 VX 함수를이용하여차량의진행방향속도를입력합니다. 차량의속도는 km/h 단위변환하고 ABS 함수로절대값을취한것을사용합니다. Input Velocity 와현재속도차이에 Gain 값 (1.4) 를곱하여간단한 P 제어를구현합니다. ( 상황에따라 Gain 값은변경될수있습니다 ) MIN 함수를이용하여 P 제어구문이 1 이넘지않도록합니다. 4. Expression 대화상자에서 OK 를클릭합니다. 5. Expression List 대화상자에서 OK 를클릭합니다. 23
위에서생성한 Expression 을두 Rotational Axial Force 에입력합니다. Torque Expression 입력하기 1. Database 에서 Rot_Torque_FR 의 Property 대화상자를엽니다. 2. EL 을클릭합니다. 3. Expression List 대화상자가나타나면, List 에서 Ex_Torque_Nmm 를활성화시킨후 OK 를클릭합니다. 4. Rot_Torque_FR 의 Property 대화상자에서 Expression 이입력된것을확인하고 OK 를클릭합니다. 5. Database 에서 Rot_Torque_FL 의 Property 대화상자를열어서 1-4 과정을반복합니다. 24
차량안착해석수행 생성된차량이 Road 에잘안착되는지확인하기 Dynamic/Kinematic 을실행합니다. 차량안착해석수행하기 1. Analysis 탭의 Simulation Type 그룹에서 Dyn/Kin 을클릭하여 Dynamic/Kinematic 대화상자를엽니다. 2. General 탭에서아래와같이정의합니다. End Time : 5 Step : 100 3. Parameter 탭에서 Maximum Time Step 을 1.e-3 으로변경합니다. 4. Simulate 를클릭하여해석을진행합니다. 5. Anaylsis 탭의 Animation Control 그룹에서 Force Display Setting 을클릭합니다. 6. Force 와 Torque 의 Scale 을 0.1 로변경하고대화상자를닫습니다. 7. 애니메이션을재생하여차량이아래그림과같이 Road 에안착되는지확인합니다. 25
직진주행해석수행 차량에 Torque 를주기위해서 PV 로정의된목표속도를변경해봅니다. 속도 PV 변경하기 1. SubEntity 탭에서 Parameter 그룹의 PV 를클릭합니다. 2. PV List 대화상자에서 InputV_kmph 를 40 으로변경합니다. 3. OK 를클릭합니다. 직진주행해석수행하기 1. Analysis 탭의 Simulation Type 그룹에서 Dyn/Kin 을클릭하여 Dynamic/Kinematic 대화상자를엽니다. 2. General 탭에서아래와같이정의합니다. End Time : 8 Step : 160 3. Simulate 를클릭하여해석을진행합니다. 4. 애니메이션을재생하여차량이아래그림과같이직진주행을하는지확인합니다. Steering 의 Motion 이고정되어있으므로차량은 40km/h 로직진주행을하게됩니다. 26
J-Turn 주행해석수행 달리는도중에 Steering 을제어하여 J-Turn 주행에대한해석을수행해봅니다. Steering 의 Expression 수정하기 1. SubEntity 탭에서 Expression 그룹의 Expression 을클릭합니다. 2. Expression List 대화상자가나타나면 List 에서 Ex_Steering_RackBar_mm 를수정하기위해 E 를클릭합니다. 3. Expression 대화상자가나타나면 Content 를아래와같이수정합니다. Content : Step(Time-5,0,0,0.5,50) - Step(Time-7.5,0,0,0.5,50) 위에서정의한 Expression 은 5 초에서 8 초사이에 RackBar 를 50mm 이동시켰다되돌리는수식입니다. RackBar 가 50mm 이동하면 Tire 는 12deg 정도회전하게됩니다. 4. Expression 대화상자에서 OK 를클릭합니다. 5. Expression List 대화상자에서 OK 를클릭합니다. J-Turn 주행해석실행하기 1. Analysis 탭의 Simulation Type 그룹에서 Dyn/Kin 을클릭하여 Dynamic/Kinematic 대화상자를엽니다. 2. General 탭에서아래와같이정의합니다. End Time : 10 Step : 200 3. Simulate 를클릭하여해석을진행합니다. 4. 애니메이션을재생하여차량이아래그림과같이 J-Turn 주행을하는지확인합니다. 27
해석된애니메이션결과는 Subsystem 내부에서도재생이가능합니다. Subsystem 내부에서재생될때는 Mother Body 기준으로재생됩니다. Subsystem 을이용하여애니메이션보기 1. Database 에서 Suspension Subsystem 을마우스오른쪽으로클릭한후 Pop-up 메뉴에서 Edit 을클릭합니다. 2. 다시, Database 에서 Suspension_FR Subsystem 을마우스오른쪽으로클릭한후 Pop-up 메뉴에서 Edit 을클릭합니다. 3. 애니메이션재생하여 Suspension 의거동을관찰합니다. 애니메이션은 Subsystem 의 Mother Body 인 Chassis 기준으로재생됩니다. 따라서 Chassis 에달려서움직이는 Suspension 은고정된상태로보여집니다. 28
Plot 그리기 J-Turn 을주행을한차량의동적거동을살펴보기위해 Plot 을그려봅니다. J-Turn 해석에대한 Plot 그리기 1. Analysis 탭의 Plot 그룹에서 Result 를클릭합니다. Pos_ROLL Plot Window 에진입합니다. 2. Home 탭의 Wondows 그룹에서 All 을클릭합니다. 3. 아래정보를이용하여 Plot 을그립니다. 왼쪽상단 Window : Bodies/Chassis/Vel_TM 오른쪽상단 Window : Bodies/Chassis/Pos_ROLL 왼쪽하단 Window : Tire/GTire_FLForce/FyW_Lateral 오른쪽하단 Window : AxisX : Bodies/Chassis/Pos_TX AxisY : Bodies/Chassis/Pos_TY FzW_Vertical Vel_TM Plot 결과분석해보면차량의속도가 3.4 초이후부터등속으로주행함을알수있습니다. 또한 5 초이후에 J-Turn 을시작할때차량의 Roll 각도가생기는것과동시에 Tire 의 Lateral Force 가발생하는것도알수있습니다. 마지막으로 X-Y 위치정보를보면차량의회전거동을수치적으로확인할수있습니다. 29
동일한 Plot 을간편하게반복해서그리기위해 Plot Template 을생성하고적용시킵니다. Plot Template Export 하기 1. 4 개의 Curve 가그려진상태에서 Home 탭의 Export 그룹에서 Template 을클릭합니다. 2. Export Plot Template Setting 대화상자가나타나면 Export 를클릭하여 Template 파일을저장합니다. Plot Template File 연결하기 1. Modeling Window 로돌아옵니다. 2. Analysis 탭의 Plot 그룹에서 Template 을클릭합니다. 3. Template 대화상자가나타나면 Use the Default Template File(*.template) 옵션을켭니다. 4. Use the Specified File 을선택하고위에서생성한 Plot Template 파일을연결해줍니다. 5. OK 를눌러대화상자를닫습니다. Plot Template 이연결되면 Template 아이콘이오른쪽그림과같이활성화됩니다. 30
Chapter 5 Tire Property 수정과해석 목적 UA-Tire 의 Contact Property 를수정후주행해석을수행해봅니다. 해석결과의 Plot 분석을통해변경된 Parameter 값이어떤영향을미치는지이해해봅니다. 10 분 예상소요시간 31
UA-Tire Property 수정및해석 Tire 파일에는거동에영향을주는여러 Parameter 들이존재합니다. 특히, J-Turn 주행중에는 Tire 의사이드방향에가해지는 Lateral Force 의영향을많이받습니다. Lateral Force 에영향을주는 Parameter 를수정한후동일한해석을진행해봅니다. UA-Tire Property 수정후해석하기 1. Database 에서 GTire_FR 의 Property 대화상자를엽니다. 2. Edit 을클릭하여 UATire_MMKS.tir 파일을엽니다. 아래그림과같이 UA Tire 의파일이텍스트형식으로메모장에열립니다. 3. LATERAL_STIFFNESS 를 30000 으로수정합니다. 4. 메모장의 File 메뉴에서 Save 를누른후메모장을닫습니다. 5. 다시 GTire_FR 의 Property 대화상자에서 OK 를클릭합니다. 4 개의 GTire Property 에서는동일한 Tire 파일을공유하고있기때문에한번만작업하면모두동일하게적용됩니다. Tip: Text Eidtor 로직접 Tire Property 수정하기 Tire 파일을 GTire Property 대화상자에서열지않고, 바로 Window 탐색기에서 Tire 파일을 Text Eidtor 로열어서수정하여도수정된 Property 값이적용되어해석을진행합니다. 32
6. Analysis 탭의 Simulation Type 그룹에서 Dyn/Kin 을클릭하여 Dynamic/Kinematic 대화상자를엽니다. 7. Simulate 를클릭하여해석을진행합니다. 8. 해석이완료되면 Analysis 탭의 Plot 그룹에서 Add 를클릭합니다. 챕터 4 에서 Plot Template 이정의해두었기때문에이전이그린 Plot 위에새로해석된결과의 Curve 가동일한양식으로그려집니다. Plot 결과분석해보면 LATERAL_STIFFNESS 를 30000 으로낮춘해석결과에서 Lateral Force 가작아지므로차량이회전바깥쪽방향으로밀리는거동을보입니다. 또한 5 초에서 8 초사이회전도중의 Chassis 의 Roll 각도도작아짐을알수있습니다. 33
9. 1-8 과정을아래정보를이용하여반복합니다. LATERAL_STIFFNESS : 100000 이전 Plot 위에새로해석된결과의 Curve 가추가로그려집니다. Plot 결과를다시분석해보면 LATERAL_STIFFNESS 를 100000 으로높인해석결과에서는이전결과와반대로 Lateral Force 가커지므로차량이회전안쪽방향으로당겨지는거동을보입니다. 또한 5 초에서 8 초사이회전도중의 Chassis 의 Roll 각도가커짐을알수있습니다. 이러한변화로인해회전직후에즉, 8 초이후에 Roll 의진폭이매우커짐을알수있습니다. 34
Chapter 6 GRaod 변경과해석 목적 GRoad 를변경후주행해석을수행해봅니다. 10 분 예상소요시간 35
GRoad 변경및해석 지면을변경하면서직선주행시차량의거동을분석하여봅니다. 속도 PV 변경하기 1. SubEntity 탭에서 Parameter 그룹의 PV 를클릭합니다. 2. PV List 대화상자에서 InputV_kmph 를 30 으로변경합니다. 3. OK 를클릭합니다. 직진주행을위해 Steering 의 Expression 수정하기 1. SubEntity 탭에서 Expression 그룹의 Expression 을클릭합니다. 2. Expression List 대화상자가나타나면 List 에서 Ex_Steering_RackBar_mm 를수정하기위해 E 를클릭합니다. 3. Expression 대화상자가나타나면 Content 를 0 으로수정합니다. 4. Expression 대화상자에서 OK 를클릭합니다. 5. Expression List 대화상자에서 OK 를클릭합니다. UA-Tire Property 수정후해석하기 1. Database 에서 GTire_FR 의 Property 대화상자를엽니다. 2. Edit 을클릭하여 UATire_MMKS.tir 파일을엽니다. 3. LATERAL_STIFFNESS 를 50000 으로수정합니다. 36
본튜토리얼에서제공하는지면파일을불러와서 GRoad 를생성해봅니다. GRoad 파일복사해오기 GTire 튜토리얼폴더에서 GRoad_Rough.rdf 파일과 GRoad_Hill.rdf 파일을복사하여모델저장위치에붙여넣습니다. ( 파일경로 : <InstallDir> /Help/Tutorial/Toolkit/Tire/DrivingJTurn/GRoad_Hill.rdf) Rough 한 GRoad 로변경후해석하기 1. Ground 의 Edit 모드로진입하기위해 Professional 탭의 Marker and Body 그룹에서 Ground 를클릭합니다. Ground Edit 모드에진입하면 Working Window 왼쪽상단에 Ground@Driving_Test 라고표기됩니다. 2. Database 에서 Box1 과기존에있던 GRoad1 을삭제합니다. 3. Ground 탭의 Road Data 그룹에서 GRImport 를클릭한후위에서복사한 GRoad_Rough.rdf 파일을불러옵니다. Database 에 GRoad1 이다시생성되며, 아래그림과같이거친형태의지면이보여집니다. 4. Ground 탭에서 Exit 를클릭하여 Ground Edit 모드에서나옵니다. 5. 4 개의 GTire 의 Property 대화상자에서 Road name 을 Ground.GRoad1 로입력합니다. 37
6. Analysis 탭의 Simulation Type 그룹에서 Dyn/Kin 을클릭하여 Dynamic/Kinematic 대화상자를엽니다. 7. General 탭에서아래와같이정의합니다. End Time : 10 Step : 1000 8. Simulate 를클릭하여해석을진행합니다. 9. 애니메이션을재생하여차량의거동을확인합니다. 거친지면으로인해차량이앞뒤로흔들리는것을볼수있습니다. 38
Plot Template File 연결해지하기 1. Analysis 탭의 Plot 그룹에서 Template 을클릭합니다. 2. Template 대화상자가나타나면 Use the Default Template File(*.template) 옵션을끕니다. 3. OK 를클릭하여대화상자를닫습니다. 거친지면해석에대한 Plot 그리기 1. Analysis 탭의 Plot 그룹에서 Result 를클릭합니다. Plot Window 에진입합니다. Pos_PITCH 2. 아래정보를이용하여차량의 Pitch 정보를그립니다. Bodies/Chassis/Pos_PITCH 애니메이션에서본것과같이, Plot 에서도차량이불규칙한지면으로인해 Pitch 각도가커짐을수치적으로알수있습니다. 39
언덕이있는 GRoad 로변경후해석하기 이전에작업한방법과동일하게 Ground 의 Edit 모드에서기존 GRoad 를지우고 GRoad_Hill.rdf 로새로불러온후동일한해석을진행해봅니다. 여러가지주행해석 ( 참고 ) 아래와같은여러요소들을고려하여추가적인주행해석을생각해볼수있습니다. LATERAL_STIFFNESS 외의다른 Property 수정후주행 여러 Geometry 를이용하여 GRoad 변경후주행 Input Velocity 와 Steering 을변경후주행 Suspension 의 Spring Property 를변경후주행 Thanks for participating in this tutorial 40