솔리드웍스 전문가가 말해주는 해석기초 및 일반사항: 해석모델 준비부터 전처리 과정까지 완벽 정리

1. 해석모델의 준비와 검사

1.1 해석모델 준비의 중요성

해석모델 준비는 시뮬레이션의 정확도와 신뢰성을 결정짓는 중요한 과정입니다.

해석을 시작하기 전에 모델을 정확하게 준비해야만, 실제 해석 결과가 실험과 잘 맞아떨어지며, 설계 과정에서 발생할 수 있는 오류를 미리 파악할 수 있습니다.

솔리드웍스에서는 모델의 기하학적 정확성을 점검하고, 물리적 특성을 정의하는 단계가 필요합니다.

 

 

 

1.2 모델 검사 단계

해석을 시작하기 전에 모델에 이상이 없는지 검사해야 합니다.

이를 위해 결함 탐지 도구를 사용하여 모델의 오류를 찾고 수정하는 것이 필수적입니다. 특히, 형상의 불연속성, 간섭체, 기하학적 오류 등을 점검해야 합니다.

이렇게 함으로써 불필요한 해석 오류를 예방할 수 있습니다.

 

1.3 검사 항목

간섭 검사: 부품 간의 겹침이나 간섭을 확인합니다.

 

모델 정렬: 모델이 정확하게 배치되어 있는지 확인합니다.

 

경계 조건 설정: 각 부품의 경계조건을 정확히 설정해야 합니다.

 

자유도 확인: 모델이 자유롭게 움직일 수 있는지 또는 고정되어 있는지 확인합니다.

 

 

 

2. 해석트리의 구성

2.1 해석트리란?

해석트리는 해석 모델과 관련된 모든 작업을 기록하고 관리하는 구조입니다.

해석 과정에서 발생하는 단계별 변경 사항이나 설정을 기록하여 사용자가 언제든지 이전 단계로 되돌리거나, 수정 작업을 추적할 수 있도록 돕습니다.

 

2.2 해석트리 구성 요소

해석트리는 보통 다음과 같은 구성 요소로 나눠집니다:

 

모델 설정: 모델의 초기 설정과 기하학적 정의가 포함됩니다.

 

재료 속성: 모델에 적용되는 재료의 물리적 특성(밀도, 강도, 탄성 계수 등) 정의.

 

메시 설정: 메시의 크기, 유형, 밀도 등을 정의합니다.

 

하중 및 구속 조건: 모델에 적용될 하중, 힘, 구속 조건 등을 정의합니다.

 

해석 결과: 해석이 끝난 후 얻은 결과를 표시하는 부분입니다.

 

2.3 해석트리 활용 방법

해석트리를 활용하면 모델링과 해석을 더욱 체계적으로 관리할 수 있습니다.

예를 들어, 해석을 진행하다가 특정 설정을 변경하고자 할 때, 이전의 해석 트리를 확인하고 수정 사항을 빠르게 반영할 수 있습니다.

 

 

 

3. 전처리 과정 1단계: 메시 생성

3.1 메시의 중요성

전처리 과정의 첫 번째 단계는 메시 생성입니다. 메시란 해석 모델을 작은 유한 요소로 분할하는 과정으로, 이는 해석의 정확도와 직접적으로 연결됩니다.

적절한 메시 밀도와 크기를 선택하는 것이 중요합니다.

너무 작거나 너무 큰 메시로는 정확한 해석 결과를 얻기 어렵기 때문에, 문제에 맞는 적절한 메시를 설정해야 합니다.

 

3.2 메시 생성 방법

자동 메시: 솔리드웍스에서는 자동 메시 기능을 제공하여, 사용자가 설정한 조건에 맞게 메시를 자동으로 생성할 수 있습니다.

 

수동 메시: 더 정밀한 조정을 위해 수동으로 메시를 설정할 수 있습니다.

 

메시 밀도 조정: 복잡한 형상이나 응력이 집중되는 부분은 더 작은 메시를 사용하여 정확도를 높이고, 단순한 부분은 큰 메시를 사용하여 해석 속도를 높일 수 있습니다.

 

 

 

4. 전처리 과정 2단계: 하중 및 구속 조건 설정

4.1 하중 정의

하중은 해석 모델에 실제로 작용하는 외부 힘이나 압력을 의미합니다.

이 하중을 정확하게 정의하는 것이 해석 결과의 신뢰성을 높이는 데 매우 중요합니다.

하중은 힘, 압력, 토크 등 다양한 형태로 존재하며, 해석하고자 하는 시스템에 맞춰 설정해야 합니다.

 

4.2 구속 조건 설정

구속 조건은 해석 모델의 움직임을 제한하는 조건입니다.

모델의 특정 부분에 고정, 회전, 변위 제한 등을 설정하여, 실제 상황에 맞는 구속을 적용해야 합니다.

잘못된 구속 설정은 해석 결과에 큰 영향을 미칠 수 있으므로 신중하게 설정해야 합니다.

 

4.3 하중과 구속 설정의 상호작용

하중과 구속 조건은 서로 상호작용하며, 해석 결과를 결정짓습니다.

예를 들어, 하중이 작용하는 지점의 구속을 잘못 설정하면 비현실적인 결과가 나올 수 있습니다.

이를 방지하기 위해서는 두 조건을 적절하게 조합하여 설정해야 합니다.

 

 

 

5. 결론

해석모델 준비와 검사, 해석트리 구성, 그리고 전처리 과정은 정확하고 신뢰할 수 있는 해석 결과를 얻기 위해 반드시 거쳐야 하는 중요한 단계들입니다.

각 단계를 철저히 준비하고 점검함으로써 효율적인 해석과 설계 최적화가 가능해집니다.

솔리드웍스에서는 이러한 과정을 직관적이고 체계적으로 진행할 수 있는 도구들을 제공하여, 사용자가 더 정확한 해석을 수행할 수 있도록 돕습니다.

 

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