맞대응하는 Surface 간에 접촉상황을 표현하는 모델은 경계비선형 해석으로 분류되며, 접촉상황을 인식하고 원하는 결과를 얻기 위한 모델링 기법을 정리합니다
아래 그림과 같이 안쪽에 있는 블럭이 지지대가 되면서, 외곽의 구조체가 이동하는 것에 대해 저항하는 경우에 대한 해석 예시입니다..
보 (Beam) 요소를 사용하여 구조해석 모델을 구성할 때, 모델 상에서 구조로 표현되는 Line 을 Nodal Line 이라고 합니다.
예를 들어 아래와 같은 변단면 구조가 있을 때, (1) 보의 상면을 기준으로 모델링을 하거나, (2) 시점/종점 단면의 중심을 기준으로 하고, 중간은 그냥 직선으로 하거나, (3) 보의 중심선을 기준으로 하여 꺽여진 형태로 작도할 수도 있을 것입니다.
아래 예는 통상적으로 적용하는 (1), (2)을 예시한 것입니다.
UIC774-3 (Clause 1.7)에 따르면 두 종류의 해석방법을 사용할 수 있는데, 한 가지는 온도하중과 열차하중에 대한 해석을 개별적으로 수행하여 결과를 조합하는 분리해석(Simplified Analysis)이고, 다른 하나는 온도하중에 의한 내력 및 변형을 유지한 상태에서 열차하중을 재하하여 최종 결과를 추출하는 완전해석(Complete Analysis)입니다. LUSAS RTA는 완전해석을 기본으로 하며, 분리해석에 따른 결과도 도출할 수 있습니다.
UIC774-3 기준에 따라 지점부에서의 종방향 반력, 온도하중 및 열차하중에 의해 발생하는 레일의 응력 및 레일과 데크의 절대변위 및 상대변위에 대해 궤도-구조물간 상호작용의 영향을 검토해야 합니다. 궤도 및 구조물의 거동을 정확하게 평가하기 위해서는 모든 온도하중과 차량하중을 고려한 연속된 비선형 해석이 수행되어야 합니다.
해석에 고려 해야할 하중은 다음과 같습니다.
– 교량 상부구조의 온도 하중
– Rail expansion 장치가 적용된 레일의 온도 하중
– 열차 수직하중
– 종방향으로 작용하는 열차 시동/제동 하중