3G 를 활용한 최적화 기법

목차

1) 3G 를 이용한 최적화 소개
2) 3G를 이용한 최적화
3) 최적설계의 조건
5)설계조건입력
6) 각각의 설계변수
7) 해석 실행
8) 해석 결과 확인
9) 설계조건을 고려한 최적설계 Data 검출
10) 최적화 되어진 설계 Data Export

본문내용

. 위의 모델은 설계제어판에서 보듯이 구조해석과 공진을 방지하기 위한 진동수 해석을 고려하여 설계조건과 상황에 맞는 질량 최소화를 수행한다.
체크되어 있는 박스는 각각의 설계조건들을 해석에 반영한다는 것을 뜻한다.
즉, 3G의 설계제어판은 간단하게 박스 체킹으로 여러가지 해석(구조해석, 열해석, 동적응답 해석 등)을모두 고려하여 설계조건을 동시에 만족하는 모델을 찾아줌으로써 실질적인 최적화(MultidisciplinaryOptimization)를 가능하게 해주는 혁신적인 기능을 가지고 있다.

6) 각각의 설계변수

<그림6. 설계변수에서 정의된 총 6개의 Case>

<그림6>에서는 6개의 설계변수 Case를 적용하였으며 설계자의 의도에 맞게 더 많은 설계변수를 3G에서 쉽게 정의할 수 있다.
위의 그림에서는 보강재를 3, 5개로 보강을 했고, 각도를 45도, 52.5도, 60도를 설계변수로 채택하였다.

7) 해석 실행
<그림7. 구조해석과 진동해석 실행>

구조물에 맞는 하중 및 구속조건을 입력하고 구조해석과 진동해석을 동시에 수행한다.다시 한번 강조하면 3G의 가장 큰 특징은 최적화를 위하여 구조, 진동, 열, 재질 등의 여러 해석을 한번에 고려하여 최적화(Multidisciplinary Optimization)를 수행할 수 있다.특히 산업현장에서 한가지의 해석만을 고려하여 최적화를 수행하는 것은 한계가 있기 때문에3G의 최적화 기능은 많은 도움이 되리라 본다.
8) 해석 결과 확인
<그림8. 구조해석 및 진동해석의 결과>
<그림8>는 구조해석과 진동해석을 수행한 결과를 한 창에서 나타내고 있다.

<그림9. 설계제어판에서의 결과확인>

<그림9>과 같이 Case1(D1=2, D3=45도)일 경우 설계조건인 응력과 2차 진동수모드는 녹색으로표시되고, 변위는 적색으로 표시된다.

녹색의 경우는 설계조건에 만족하는 값이고, 적색의 경우는 설계조건에 위배되는 값이다.최종적으로 최적설계의 목적대상인 질량 최소화를 선택함으로써 모든 설계조건, 상황, 그리고 제한값을 만족하는 설계 Data를 얻을 수 있다.
9) 설계조건을 고려한 최적설계 Data 검출
질량에서 최소화를 누르면 아래의 설계변수의 슬라이더바가 최적의 설계조건으로 이동함은물론이고, 화면상에서 모델 또한 최적의 설계조건으로 형상이 변함을 확인할 수 있다.즉, 설계제어판의 슬라이더바와 화면상의 모델은 서로 일렬적으로 맞물려 작동된다.여러 설계 Case중 Case 3(D1=2, D3=60도)의 경우가 모든 설계조건을 만족하는 최적의 설계Data임을 확인할 수 있다.
위와 같이 3G의 최적화 기법을 이용하면 설계자 누구나 쉽게 본인이 설계하는 제품에 대하여 검증및 최적의 설계조건을 찾을 수 있다.

10) 최적화 되어진 설계 Data Export

<그림10. 최적화 작업 후 SolidWorks file로 Export>

설계 목적에 맞는 최적화된 설계 Data를 찾았으면 본래의 CAD file인 SolidWorks의*.SLDPRT(part file)로 Data를 내보낸다.

키워드

3G,   설계,   Data