솔리드웍스 전문가가 말해주는 Assembly 해석: 단일부품 vs 어셈블리, 접촉유형, 거동구속, 연결유형 및 결과분석 완벽 가이드

1. 단일부품 vs Assembly 해석

1.1 단일부품 해석의 특징

솔리드웍스에서 단일부품 해석은 개별적인 부품의 강도와 응력을 분석하는 데 초점을 맞춥니다.

일반적으로 단일부품 해석은 재료의 강도, 형상의 응력 집중 여부, 하중에 따른 변형을 평가할 때 사용됩니다.

 

빠른 해석 속도: 어셈블리보다 계산량이 적어 처리 속도가 빠릅니다.

 

단순한 경계 조건: 하나의 부품에 대한 고정 조건과 하중만 고려하면 됩니다.

 

비교적 쉬운 메시 설정: 접촉 문제나 조립된 부품 간의 상호작용을 고려할 필요가 없습니다.

 

 

 

1.2 어셈블리(Assembly) 해석의 특징

어셈블리 해석은 조립된 여러 개의 부품이 서로 상호작용할 때의 거동을 분석하는 방식입니다.

실제 제품 환경과 유사한 결과를 얻을 수 있습니다.

 

부품 간의 접촉 고려: 결합된 부품 간의 힘 전달과 변형을 정확히 분석할 수 있습니다.

 

하중 및 거동 분석: 전체 조립체의 움직임과 힘의 흐름을 평가하여 구조적 안정성을 확인할 수 있습니다.

 

해석 시간이 길어질 수 있음: 접촉 조건과 조립 방식에 따라 계산량이 증가할 수 있습니다.

 

 

 

2. 접촉유형과 상당설정

2.1 솔리드웍스에서 제공하는 주요 접촉유형

어셈블리 해석에서 부품 간 접촉은 필수적인 요소이며, 접촉 유형에 따라 해석 결과가 크게 달라질 수 있습니다.

 

본드 접촉(Bonded Contact): 부품들이 하나로 연결되어 상대적인 움직임이 없는 경우 적용됩니다. 용접, 접착제, 나사 체결 등에 해당합니다.

 

슬라이딩 접촉(No Penetration Contact): 부품 간의 접촉은 허용하지만 서로 침투하지 않도록 설정하는 방식입니다. 기계적인 마찰 접촉을 모델링할 때 사용됩니다.

 

프리 접촉(Freedom Contact): 특정 조건에서 부품 간의 접촉이 해제되거나 충돌할 수 있도록 설정하는 방식입니다.

 

 

 

2.2 접촉 상당설정(Contact Approximation)

접촉 조건을 보다 현실적으로 적용하기 위해 솔리드웍스에서는 상당 설정을 제공합니다.

 

노드 기반 접촉(Node-Based Contact): 해석 속도가 빠르지만 정확도가 상대적으로 낮습니다.

 

요소 기반 접촉(Element-Based Contact): 보다 정밀한 해석이 가능하지만 연산량이 증가합니다.

 

3. 거동구속

3.1 거동구속의 개념

어셈블리 해석에서는 부품 간의 상대적인 움직임을 제한하는 것이 중요합니다.

이를 ‘거동구속’이라고 하며, 부품 간의 조립 방식에 따라 다르게 설정할 수 있습니다.

 

3.2 주요 거동구속 유형

완전 구속(Fully Constrained): 모든 방향에서 움직임이 차단된 상태로, 볼트 체결된 구조에 해당합니다.

 

부분 구속(Partially Constrained): 특정 축 방향으로만 이동이 가능한 상태로, 슬라이더 구조에서 사용됩니다.

 

자유 상태(Free Movement): 외부 힘이 가해질 때만 움직임이 발생하는 방식으로, 베어링 등의 회전 부품에서 사용됩니다.

 

 

 

4. 연결유형과 결과분석

4.1 어셈블리 연결유형

어셈블리 해석에서는 부품 간 연결 방식을 고려해야 합니다.

솔리드웍스에서는 다양한 연결 방법을 제공합니다.

 

볼트 연결(Bolt Connector): 볼트 체결된 부품 간의 하중 전달을 해석할 때 사용됩니다.

 

핀 연결(Pin Connector): 힌지나 축을 통해 연결된 부품에 적용됩니다.

 

용접 연결(Welded Joint): 두 개 이상의 부품이 용접으로 결합된 상태를 해석할 때 사용됩니다.

 

 

 

4.2 해석 결과 분석 방법

어셈블리 해석이 완료되면, 결과를 정확히 분석하는 것이 중요합니다.

 

응력 분포(Stress Distribution): 부품 간 하중이 어떻게 분포되는지 확인하여 약한 지점을 파악합니다.

 

변형량(Deformation Analysis): 부품이 하중에 의해 변형되는 정도를 분석합니다.

 

반력(Reaction Force): 고정된 부품이나 지지 구조에서 발생하는 힘을 계산하여 설계 검증에 활용할 수 있습니다.

 

 

 

5. 결론

솔리드웍스에서 Assembly 해석을 수행할 때는 단일부품 해석과의 차이점, 부품 간 접촉유형 설정, 거동구속의 적절한 적용, 연결유형에 따른 결과 분석이 필수적입니다.

이를 효과적으로 활용하면 보다 정밀한 설계 검증이 가능하며, 최적의 제품 설계를 수행할 수 있습니다.

 

2025.02.24 - [솔리드웍스] - 솔리드웍스 전문가가 말해주는 해석기초: 해석결과 신뢰성, 메시 밀도, 구조적 결함 및 해석기법 완벽 가이드

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