자습서: 표면 모델링

표면 모델을 해석하고, 중간면 및 패치 도구를 사용하여 표면을 생성하고, 표면을 최적화합니다.

다음 사항에 대해 학습합니다.
  • CAD에서 표면 가져오기
  • 속성 편집기를 사용해서 표면에 두께 지정
  • 단순 및 복잡 박막 솔리드 중간면 작업
  • 패치 도구를 사용해서 솔리드로부터 표면 작성
  • 표면 해석 및 최적화


개요

표면 또는 "쉘" 모델은 얇은 벽의 3D 구조를 숫자상으로 정확하고 효율적인 방법으로 표현하는 하나의 방법입니다. 이것은 파트의 두께가 다른 표준 치수보다 상당히 얇을 때(약 1/10 이하) 사용됩니다. 이 경우에 표면 모델을 사용하면 해석 및 최적화 실행 시간을 대폭 줄일 수 있습니다.

표면은 일반적으로 다음 중 하나의 방법으로 작성됩니다.
  • CAD에서 표면 가져오기
  • Inspire에서 스케칭 도구 사용하기.
  • CAD 또는 Inspire에서 생성된 박막 솔리드에 중간면 도구 적용하기
  • CAD 또는 Inspire에서 생성된 박막 솔리드에 패치 도구 적용하기
주: 적절하게 실행되려면 모든 표면에 두께가 지정되어야 합니다. 표면의 경우, 지오메트리는 항상 중간면에 있는 것으로 정의됩니다.

표면 모델 해석

먼저 표면의 사용으로부터 얻는 이점을 살펴 보겠습니다.

  1. F7 키를 눌러 데모 브라우저를 엽니다.
  2. rhs_01.stmod 파일을 두 번 클릭해서 모델링 창에서 파일을 로드합니다.


  3. 단위 체계 선택기의 표시 단위가 MMKS(mm kg N s)로 설정된 것을 확인하십시오.
  4. 파트를 선택합니다.
    • 모델은 복수의 표면을 가진 단일 파트로 표현됩니다.
    • rhs(오른쪽) 빔의 한 쪽 끝은 제지되고 다른 쪽 끝은 하중이 가해진 상태로 힘과 지지부가 파트 엣지에 적용되어 있습니다.
  5. F3을 눌러 속성 편집기를 엽니다. 10 mm의 두께가 질량 속성에 있는 파트에 적용되었습니다.


  6. 버튼을 해석 아이콘에서 클릭해서 다음 옵션을 사용하여 해석을 설정합니다.


  7. 요소 크기를 4 mm로 설정하고 속도/정확도를 더 빠르게로 설정합니다.
  8. 실행을 클릭하고 실행 속도에 유의합니다. 솔리드로 모델링된 경우, 실행 시간은 결과에서 유사한 정확도를 얻기 위해 자릿수 이상의 크기로 증가하게 됩니다.
  9. 실행 이름을 두 번 클릭해서 해석 결과 탐색기를 열고 변위와 기타 결과를 검토합니다.


CAD 가져오기 및 두께 지정하기

표면을 가져오는 한 가지 방법은 CAD 모델을 Inspire로 가져오는 것입니다.

속성 편집기에서 모든 표면에 두께를 지정해야 합니다. 두께를 지정하지 않으면 컨택이 감지되지 않아서 실행이 실패합니다.

  1. 데모 브라우저에서 sheet_metal_bracket.x_t 파일을 두 번 클릭해서 CAD 모델을 Inspire로 가져옵니다.


  2. Tray 파트를 선택하고 속성 편집기의 질량 속성에 두께 5 mm를 입력합니다.


  3. 두께 5 mmBosses 파트에도 지정합니다.
  4. 스트럭쳐 리본에서 컨택 도구를 선택해서 컨택을 검색하고 모델을 공전시킵니다.


  5. 하나의 컨택이 발견되어 공유된 파트 경계에 두꺼운 파란색 선으로 표시됩니다.
    Inspire는 별도의 파트에서 보스 부분과 메인 구조가 있는 파트간 컨택 정의를 사용하기 때문에, 이것은 예상치 못한 작동입니다.


중간면 도구를 사용해서 표면 작성

Inspire에서 중간면 도구를 적용해도 표면을 직접 작성할 수 있습니다. 이렇게 하면 박막 솔리드를 자동으로 감지해서 이것을 표면으로 교체할 수 있도록 해줍니다.

중간면 처리될 수 있는 파트의 유형에는 일부 구속조건이 있습니다.
주: 중간면 도구는 일정한 두께를 가진 비-매니폴드(브랜칭이 없는) 파트에만 적용될 수 있습니다. X, Y, T 및 기타 유사한 유형의 섹션은 지원되지 않습니다.
  • 이것은 대상 파트를 초기 플랫 시트에서 형성하거나 휠 수 있는 파트로 제한합니다.
  • 슬롯, 구멍 및 컷아웃이 허용됩니다.
  • 압출과 같은 일정 단면 비-매니폴드 파트가 지원됩니다.
  • 중간면 처리 전에 파트를 분할하고 이후에 다른 파트와의 연결 작업을 수행할 수 있기도 합니다.
  1. 데모 브라우저에서 midsurface_examples.stmod 파일을 두 번 클릭합니다.
    이 모델에는 중간면 처리 요건을 충족하는 다수의 박막 솔리드가 포함되어 있습니다.


  2. 지오메트리 리본에서 중간면 도구를 선택합니다.
  3. 모델링 창에서 L 파트를 선택해서 중간면으로 교체합니다.
    중간면의 미리보기가 표시됩니다. 두께는 자동으로 계산되어 마이크로 대화 상자에 표시되지만 편집할 수는 없습니다.


  4. 가이드 바에서 추출을 클릭해서 중간면을 추출합니다.
  5. 마우스 오른쪽 버튼을 두 번 클릭해서 도구를 종료하고, 새로 작성된 중간면을 선택합니다.


  6. 속성 편집기를 확인하고 중간면에 두께가 지정되어 있는지 확인합니다.


    주: 중간면 도구가 두께를 자동으로 계산해서 파트에 지정합니다. 다른 방법을 사용해서 작성된 표면은 속성 편집기에 수동으로 지정되어 있는 두께를 가져야 합니다.
  7. 중간면 도구를 다시 선택하고 상자 선택을 사용하여 나머지 파트를 선택합니다.
  8. 가이드 바에서 추출을 클릭해서 중간면을 추출합니다.
    주: 제작된 브래킷 조합의 파트가 제대로 중간면 처리가 되는 동안에는 반드시 정렬될 필요는 없습니다.


  9. 이제 데모 브라우저에 있는 plate.x_t 파일을 엽니다.
    이것은 약간 더 복잡한 모델입니다.


  10. 지오메트리 리본에서 중간면 도구를 선택합니다.
  11. 모델링 창에서 파트를 선택합니다. 중간면의 미리보기가 표시됩니다.
    주: 파트에 구멍과 곡률이 있음에도 불구하고, 이것은 일정 단면이고 유효한 박막 솔리드의 기준을 충족합니다.


  12. 추출을 클릭해서 중간면을 생성하고 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭해서 도구를 종료합니다.


패치 도구를 사용해서 표면 작성

표면을 작성하는 또 다른 방법은 패치 도구를 솔리드에 적용하는 것입니다.

주로 지오메트리를 닫고 수정하기 위해 사용되는 패치 도구는 솔리드에서 표면 패치를 삭제하기 위해서도 사용 가능합니다. 솔리드에서 삭제되는 패치는 즉시 표면이 되기 때문에 매우 강력한 도구입니다. 예를 들어, 자습서의 시작에서 RHS 모델은 솔리드 사각형 박스의 끝을 삭제하여 작성되었습니다.

  1. 데모 브라우저에서 x-tubes.stmod 파일을 엽니다.
    이 모델은 Inspire에서 작성된 단순 3D 구조이지만 CAD에서 가져올 수도 있습니다.


  2. 지오메트리 리본에서 불리언 도구를 선택합니다.


  3. 2차 리본에서 합집합 도구를 선택합니다.


    대상이 선택된 가이드 바가 나타납니다.
  4. 모델링 창에서 2개 파트를 선택한 다음, 가이드 바에서 합집합 버튼을 클릭합니다.
  5. 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 확인 표시로 이동해서 종료하거나 마우스 오른쪽 버튼을 두 번 클릭하십시오.
    이제 튜브가 단일 파트가 됩니다.


  6. 지오메트리 리본에서 패치 도구를 선택합니다.


  7. 하나의 튜브 끝에 있는 면을 클릭해서 선택합니다.
    확대해서 면을 선택해야 할 수 있습니다.


  8. 다시 클릭해서 면을 삭제합니다.
    면이 삭제되는 즉시, 솔리드 파트는 표면이 되며, 속성 편집기에는 체적이 아닌 면적이 표시됩니다.


  9. 동일한 과정을 사용해서 튜브 끝의 나머지 3개 면과 모든 내부 표면을 제거합니다.
    모델은 다음과 같이 나타나야 합니다.


  10. 마우스 오른쪽 버튼을 두 번 클릭해서 패치 도구를 종료합니다.
  11. 파트를 선택하고 속성 편집기에서 두께 5 mm를 입력합니다.
    주: 질량이 자동으로 계산됩니다.


  12. 이제 모델에 하중과 지지부를 적용해서 해석 또는 최적화를 진행할 준비가 되었습니다. 데모 브라우저에서 x-tubes_RUN.stmod 파일을 열어서 모델을 로드하고 해석 결과와 함께 보십시오.

2D 표면 모델 최적화

솔리트 파트와 마찬가지로 표면은 디자인 영역으로 지정될 수 있습니다.
  1. F7 키를 눌러 데모 브라우저를 엽니다.
  2. 데모 브라우저에서 2dtopology_and_contact.stmod 파일을 엽니다.
    이 모델에는 지오메트리와 하중이 모두 포함되어 있습니다.


  3. Tray 파트를 선택하고 속성 편집기의 질량 속성에 두께 3 mm를 입력합니다.


  4. 두께 3 mm를 파트 1과 파트 2에도 지정합니다.
  5. Tray 파트를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭해서 파트 컨텍스트 메뉴를 열고 디자인 영역으로 지정합니다.


  6. 스트럭쳐 리본에서 대칭 제어 추가/편집 도구를 선택합니다.


  7. 2차 리본에서 대칭 도구를 선택합니다.


  8. 그림과 같이 Tray 파트를 선택해서 대칭면을 적용합니다.


  9. 최적화 아이콘에서 버튼을 클릭해서 목표 질량 25%최소 두께 구속조건 15 mm를 사용하는 최적화를 설정합니다.


  10. 실행을 클릭하고, 최적화가 완료되면 실행 이름을 두 번 클릭해서 형상 탐색기를 열고 결과를 검토합니다.
    주: 시트 및 플레이트 구조에 대한 표면 모델의 이점을 입증하는 빠른 실행 시간과 이산 결과를 확인하십시오.
  11. 형상 탐색기에서 해석 버튼을 클릭해서 최적화된 형상을 다시 해석합니다.
  12. 결과를 로드해서 검토합니다.