구조에서 모든 볼트, 나사 및 기타 커넥션의 최대 힘을 고르게 분배하고 제한하는 것은 정상적인 설계 활동의 일반적인 목표입니다. 형상 또는 하중 측면에서 구조가 복잡해지는 경우, 이러한 목표를 달성하기 어렵습니다. 한 가지 방법은 직접 하중 경로에서 먼 곳으로 재료를 재분배함으로써 활용되지 않은 패쓰너에 더 많은 하중이 가해지도록 하는 토폴로지 최적화를 사용하는 것입니다. Inspire 는 구조에서 개선된 하중 분배를 달성할 수 있도록 고정된 나사 또는 고정된 볼트에 하중을 구속하는 기능을 제공합니다.
본 자습서를 진행함에 따라 다음과 같은 몇 가지 핵심적인 사항을 기억해야 합니다.
대부분의 구조에서는 하중이 균일하게 가해지지 않으며 지오메트리가 비대칭인 경우도 있습니다. 이로 인해 패쓰너 및 커넥션 점에 가해지는 힘에 큰 편차가 발생할 수 있습니다.
구조의 토폴로지를 변경하면 각 패쓰너의 하중 크기를 변경할 수 있습니다.
패쓰너 또는 패쓰너 세트에서 최대 하중을 제한함으로써, Inspire에 의해 생성되는 토폴로지는 결과적으로 발생하는 힘을 더욱 균등하게 분배해서 최대 응력을 줄이고 토크 유지에 도움을 줄 수 있습니다.
행거 모델 설정
F7 키를 눌러 데모 브라우저를 엽니다.
hanger_geometry.stmod 파일을 두 번 클릭해서 모델링 창에서 파일을 로드합니다. 이것은 일반적인 행거 배스킷의 표면 모델입니다. 모든 파트에는 4 mm 두께가 지정되어 있지만, 모델에 하중 또는 지지부가 없은 것에 유의하십시오.
단위 체계 선택기의 표시 단위가 MPA(mm t N s)로 설정된 것을 확인하십시오.
스트럭쳐 리본에서 패쓰너 도구를 선택합니다.
가이드 바에서 단일 구멍 및 고정된 볼트 옵션을 선택합니다.
Bosses(B1, B2 및 B3)에서 3개의 빨간색 엣지를 선택하고 마이크로 대화 상자에서 +/- 옵션을 사용해서 고정된 볼트의 방향을 그림과 같이 조정합니다.
주: 고정된 볼트를 사용한다는 것은 이러한 패쓰너에서 지지부를 별도로 정의할 필요가 없음을 의미합니다.
하중 아이콘에서 힘 도구를 선택합니다.
그림과 같이 파트 B4에서 1000 N의 힘을 Y 방향으로 적용합니다.
마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 확인 표시로 이동해서 종료하거나 마우스 오른쪽 버튼을 두 번 클릭하십시오.
기본 해석 실행하기
스트럭쳐 리본의 해석 실행 아이콘을 클릭합니다.
아래 그림과 같이 해석 실행 창에서 옵션을 설정합니다.
주:속도/정확도가 더 빠르게로 설정되어 있는지 확인하십시오.
실행을 클릭해서 해석을 수행합니다.
실행이 완료되면, 결과를 표시할 실행 이름을 두 번 클릭합니다.
실행이 완료되면, 결과를 표시할 실행 이름을 두 번 클릭합니다.
해석 결과 탐색기에서, 결과를 검토하고 최소 안전율이 1.669인 것을 확인하십시오.
변위 결과 유형으로 전환합니다.
보기 아이콘에서 모든 하중 및 지지부 숨기기를 선택합니다.
고정된 각 패스터 홀의 중앙에 컬아웃을 작성합니다.
각 컬아웃을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고, 컨텍스트 메뉴에서 결과 유형을 선택하고, X, Y 및 Z 방향으로 반동력을 추가합니다.
보기 아이콘에서 모든 하중 및 지지부 보이기를 선택합니다.
Z 좌표가 구멍 축을 따라 있는 것을 확인하십시오.
마우스 오른쪽 버튼으로 두 번 클릭해서 해석 결과 탐색기를 종료합니다.
토폴로지 최적화를 위한 모델 준비
토폴로지 최적화를 위한 최적의 시작점은 사전 정의된 컷아웃이 없는 디자인 영역입니다. 대부분의 경우, 표면 모델의 구멍을 채우기 위해 패치 도구가 사용될 수 있습니다.
데모 브라우저에서 hanger_run.stmod 파일을 열거나 이전 단계의 모델을 사용해서 진행합니다.
지오메트리 리본에서 패치 도구를 선택합니다.
그림과 같이 각 컷아웃의 엣지를 클릭해서 컷아웃을 브래킷에서 제거합니다.
브래킷을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭해서 디자인 영역으로 지정합니다.
토폴로지 최적화 실행하기
스트럭쳐 리본의 최적화 아이콘에서 최적화 실행 을 클릭합니다.
아래 그림과 같이 최적화 실행 창에서 옵션을 설정합니다.
실행 유형의 토폴로지를 선택합니다.
목적에 경직도 극대화를 선택합니다.
목표 질량으로 20%를 설정합니다.
최소 두께 구속조건으로 9 mm를 입력합니다.
실행을 클릭해서 최적화를 수행합니다.
실행이 완료되면, 결과를 표시할 실행 이름을 두 번 클릭합니다.
형상 탐색기에서 결과를 검토합니다. 최적화를 통해 대부분의 직접 첨부물에 대한 재료가 지면으로 분배된 것을 확인하십시오.
형상 탐색기에서 해석 버튼을 클릭해서 재해석을 실행합니다.
결과를 로드한 후에도 이전에 정의했던 컬아웃은 활성 상태로 남아 있어야 합니다. 중앙 볼트와 맨 오른쪽 볼트에 대한 Z 방향의 반동력이 어떻게 변했는지 확인하십시오.
최대 볼트 하중 정의
데모 브라우저에서 Hanger_opti_run.stmod 파일을 열거나 이전 단계의 모델을 사용해서 진행합니다.
모델 탐색기에서 Ctrl 키를 누른 상태로 3개의 고정된 볼트를 선택합니다.
속성 편집기(F3)를 열고 최적화에서 활성화 옵션을 선택합니다.
허용되는 힘 자동 계산 옵션의 선택을 해제합니다.
Inspire 의 환경설정은 허용되는 힘 자동 계산입니다. 이 값은 패쓰너 재료와 패쓰너 단면의 항복 응력에 따라 결정됩니다.
허용되는 축 힘과 허용되는 전단력 모두에 대해 444 N을 입력합니다. 이것은 고정된 패쓰너에서 힘이 더욱 고르게 분산되도록 하기 위한 것입니다.
토폴로지 최적화 반복
스트럭쳐 리본의 최적화 아이콘에서 최적화 실행 을 클릭합니다.
이전과 동일한 설정을 사용해서 최적화를 반복합니다.
결과를 로드해서 검토합니다. 모든 파트가 연결되도록 슬라이더를 조정합니다. 최적화를 통해 재료가 3개의 접지된 볼트로 어떻게 분배되는지 확인하십시오.
형상 탐색기에서 해석 버튼을 클릭해서 재해석을 실행합니다.
결과를 로드한 후에도 이전에 정의했던 컬아웃은 활성 상태로 남아 있어야 합니다. 이제 모든 볼트에는 약간의 하중이 가해지며 중앙 볼트의 최대값은 정의된 최대값 444 N 미만입니다(재해석을 실행하기 전에 토폴로지 슬라이더의 위치에 따라 결과가 달라질 수 있음).
주: 고정된 볼트를 사용한다는 것은 이러한 패쓰너에서 지지부를 별도로 정의할 필요가 없음을 의미합니다.
아이콘을 클릭합니다.
주: 속도/정확도가 더 빠르게로 설정되어 있는지 확인하십시오.
