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문제 정의
즉, 처음에 는 기계 산업에 사용되고 있는 CAE의 현상에 대 하여 , 자동차 산업을 예로 하여 설명함과 동시에 설계 현장에 도입하는데 어려운 점에 대하여 지적 한다. 다음으로 이러한 문제를 해결하기 위하여 실 제로 설계 현장에 CAE를 적용할 때에 고려하여야 할 설계자 및 설계 현장의 가치관·고려하여야 할 점에 대하여 분석하고, 그것을 기초로 하여 설계 현장에서 필요로 하는 CAE에 대하여 논한다. 마 지막으로 그것들을 구체화하고 있는 새로운 두 가 지의 시도인 CAD Embedded CAE와 First Order Analysis에 대하여 소개한다.
지금, 상급 설계자의 입장에 서서, 신입 사원 A 에 게「어 떤 하중 조건 하에서도 가장 강성 이 높고, 경 량인 부품을 설계하라」고 하는 과제를 설정하였 다고 흐}·자. 다음 날, 설계안이 제출되어, 도면을 앞 에 놓고, 그 내용을 검토하면서, 신입사원 A가 설 계한 여러 부분의 형상에 대하여 하나하나 질문하 여 본다. 그에게 물을 때마다, 그 답이「최적설계 CAE S/W OOO의 결과입니다」라고만 한다면 아 마 당신은 낙담할 것이다.
즉, 처음에 는 기계 산업에 사용되고 있는 CAE의 현상에 대 하여 , 자동차 산업을 예로 하여 설명함과 동시에 설계 현장에 도입하는데 어려운 점에 대하여 지적 한다. 다음으로 이러한 문제를 해결하기 위하여 실 제로 설계 현장에 CAE를 적용할 때에 고려하여야 할 설계자 및 설계 현장의 가치관·고려하여야 할 점에 대하여 분석하고, 그것을 기초로 하여 설계 현장에서 필요로 하는 CAE에 대하여 논한다. 마 지막으로 그것들을 구체화하고 있는 새로운 두 가 지의 시도인 CAD Embedded CAE와 First Order Analysis에 대하여 소개한다.
다음으로 이러한 문제를 해결하기 위하여 실 제로 설계 현장에 CAE를 적용할 때에 고려하여야 할 설계자 및 설계 현장의 가치관·고려하여야 할 점에 대하여 분석하고, 그것을 기초로 하여 설계 현장에서 필요로 하는 CAE에 대하여 논한다. 마 지막으로 그것들을 구체화하고 있는 새로운 두 가 지의 시도인 CAD Embedded CAE와 First Order Analysis에 대하여 소개한다.
설계 현장에서의 CAE의 의의 · 역할에 대하여 고 찰함과 동시 에 설계 현장에서 이용을 전제로 한 CAE의 두 가지 흐름에 대하여 소개하였다. 이들 두 가지 방법은 전혀 별개의 것이 아니고, 지금까 지 유기적으로 결합하고 나아가 커다란 CAE의 뼈 대가 될 것이다.
DE는 기획 ·설계 과정에서부터 제조 과정에 이르는 모든 개발 과정에 있어서 새로운 기 술의 틀을 제공하고 있다. 여기에서는 기계 산업에 서 중요한 개발 과정의 하나인 설계 과정에서 CAE의 적용 사례에 대하여 해설한다. 즉, 처음에 는 기계 산업에 사용되고 있는 CAE의 현상에 대 하여 , 자동차 산업을 예로 하여 설명함과 동시에 설계 현장에 도입하는데 어려운 점에 대하여 지적 한다.
DE는 기획 ·설계 과정에서부터 제조 과정에 이르는 모든 개발 과정에 있어서 새로운 기 술의 틀을 제공하고 있다. 여기에서는 기계 산업에 서 중요한 개발 과정의 하나인 설계 과정에서 CAE의 적용 사례에 대하여 해설한다. 즉, 처음에 는 기계 산업에 사용되고 있는 CAE의 현상에 대 하여 , 자동차 산업을 예로 하여 설명함과 동시에 설계 현장에 도입하는데 어려운 점에 대하여 지적 한다.
설계 현장에서의 CAE의 의의 · 역할에 대하여 고 찰함과 동시 에 설계 현장에서 이용을 전제로 한 CAE의 두 가지 흐름에 대하여 소개하였다. 이들 두 가지 방법은 전혀 별개의 것이 아니고, 지금까 지 유기적으로 결합하고 나아가 커다란 CAE의 뼈 대가 될 것이다.
이사의 고찰을 기초로 하여 설계 현장에서 필요 하다고 생각되는 CAE에 대하여 정리하여 보자.
자동차의 설계 현장을 예로, 설계 현장에 요구되 는 CAE에 대하여 고찰한다. 자동차의 Body와 같 은 비교적 규모가· 큰 구조물의 설계에는 통상 수십명의 설계자가 종사한다.
이러한 CAE의 역할은 말하자면 시작(試作)의 대체화이고, 지금까지의 실험 해석을 컴퓨터 상에서 충실하게 재현하는 것이다. 즉, 컴퓨터 상에서 가상 적으로 수치 실험을 함으로써 성능 평가를 하는 것 이 목적이고, 그러기 위해서는 대상이 되는 현상· 구조물을 어떻게 하여 충실하게 표현할 수 있을까 가 중요한 과제이다. 그러나, 이러한 수치실험의 대 체 수법으로써 CAE를 그대로 실제의 설계에 이용 하는 것은 곤란하다.
지금, 상급 설계자의 입장에 서서, 신입 사원 A 에 게「어떤 하중 조건 하에서도 가장 강성이 높고, 경량인 부품을 설계하라」고 하는 과제를 설정하였 다고 하자.
가설 설정
2. 설계자는 CAE의 전문가가 아니다. 따라서, 설계 현장의 CAE는 전문 지식이 없어도 간, 단히 CAE를 이용할 수 있지 않으면 안된다.
제안 방법
지금, 상급 설계자의 입장에 서서, 신입 사원 A 에 게「어 떤 하중 조건 하에서도 가장 강성 이 높고, 경 량인 부품을 설계하라」고 하는 과제를 설정하였 다고 흐}·자. 다음 날, 설계안이 제출되어, 도면을 앞 에 놓고, 그 내용을 검토하면서, 신입사원 A가 설 계한 여러 부분의 형상에 대하여 하나하나 질문하 여 본다. 그에게 물을 때마다, 그 답이「최적설계 CAE S/W OOO의 결과입니다」라고만 한다면 아 마 당신은 낙담할 것이다.
자동차의 설계 현장을 예로, 설계 현장에 요구되 는 CAE에 대하여 고찰한다. 자동차의 Body와 같 은 비교적 규모가· 큰 구조물의 설계에는 통상 수십명의 설계자가 종사한다.
대상 데이터
"본 기사는 건국대학교의 이성수 편집위원이 ""일 본정밀공학회지” 2001년 11월호 pp. 1760-1763을 번역한 것으로 일본정밀공학회지의 연락처는 다음과 같다."
성능/효과
1. 설계 현장의 CAE는 성능에 관련된 현상이나 최적 구조를 제시할 뿐만 아니라 성능을 결정 하고 있는 구조에 대비한 메커니즘을 설명하 는 정보를 제공하지 않으면 안된다. 즉, 해석 결과가 얻어질 뿐만 아니라 그 결과가 얻어진 이유를 물리적으로 근거를 제시할 수 있는 방 법 이 필요하다.
2. POA의 개념에 근거한 Microsoft/Excel을 이 용한 인터페이스 : 이것에 의하여 현장의 설계자는 어떤 전문 지식이 없어도 CAE를 실 행할 수 있다.
2. POA의 개념에 근거한 Microsoft/Excel을 이 용한 인터페이스 : 이것에 의하여 현장의 설계자는 어떤 전문 지식이 없어도 CAE를 실 행할 수 있다.
3. 보 요소를 이용한 토폴로지 최적화 : 이것에 의하여 구조 배치의 개량이나 보강 부재의 설 정 등을 구조적인 메커니즘을 명확하게 하면 서 유도할 수 있다.
3. 설계 단계에 있어서는 설계 대상의 상세한 형 상은 결정되어 있지 않고, 개략적 인 검토가 필요하다. 즉, 설계 형상이 상세하게 결정되어 있지 않더라도 구조의 특성을 평가할 수 있는 CAE 이 어 야 한다.
요즈음, IT 기술의 근간을 이루는 컴퓨터의 비약 적인 성능 향상과 더불어 자동차 산업으로 대표되 고 있는 기계 산업에서 CAE의 역할은 점차 커지 고 있다. 고성능화 · 대규모화를 목표로 한 CAE Tool의 많은 진전에 의하여, 기계 부품만이 아니고, 자동차 Body 구조와 같은 기계 구조 전체의 성능 을 정량적으로 평가하는 것이 가능해졌다. 유한 요 소법의 해석 모델도 100만 자유도를 넘어서 강성 · 진동의 성능 평가에 필요한 선형 해석에서 충돌· 강도 평가에 필요한 비선형 해석에 이르기까지 많 은 평가가 CAE에 의하여 가능해졌다
후속연구
3. 설계 단계에 있어서는 설계 대상의 상세한 형 상은 결정되어 있지 않고, 개략적 인 검토가 필요하다. 즉, 설계 형상이 상세하게 결정되어 있지 않더라도 구조의 특성을 평가할 수 있는 CAE 이 어 야 한다.
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