추가 적립 안내

본 서는 Siemens PLM Software의 NX8.5 Nastran 사용법을 따라하기 형태로 기술한다. 간단한 빔 해석 절차부터 시작하여 다양한 실제 부품 또는 구조물의 해석 방법을 소개하면서 NX를 이용한 Pre & Post Processing 방법을 기술하고, 주어진 상황에 적합한 경계조건을 설정하고 해석 결과를 분석하는 방법을 소개한다. Linear Statics 해석에 중점을 두고 NX Nastran을 이용할 때 발생할 수 있는 각종 문제점을 재현하면서 대처 방법에 대하여 알기 쉽게 설명한다.

본 서는 Siemens PLM Software의 NX8.5 Nastran 사용법을 따라하기 형태로 기술한다. 간단한 빔 해석 절차부터 시작하여 다양한 실제 부품 또는 구조물의 해석 방법을 소개하면서 NX를 이용한 Pre & Post Processing 방법을 기술하고, 주어진 상황에 적합한 경계조건을 설정하고 해석 결과를 분석하는 방법을 소개한다. Linear Statics 해석에 중점을 두고 NX Nastran을 이용할 때 발생할 수 있는 각종 문제점을 재현하면서 대처 방법에 대하여 알기 쉽게 설명한다.

본 서에서는 다음과 같은 내용을 다룬다.

- Linear Statics
- Contact
- Buckling
- Normal Mode
- Thermal(Thermal-Structural)
- Durability(Fatigue)
- Geometry Optimization
- Mesh Adaptation

Chapter 1
CAE 기본 개념 소개 1

1.1 실험과 해석 2
1.2 해석의 과정 3
1.2.1 유한요소 모델의 이해 3
1.2.2 상용 소프트웨어를 이용한 해석 과정 이해 6
1.3 FE 모델의 구성 8
1.3.1 요소망(Mesh) 8
1.3.2 재료와 물성치 9
1.3.3 Linear 9
1.3.4 Statics 10
1.3.5 노드와 요소 12
1.4 결과 분석 12
1.4.1 변위 13
1.4.2 응력 13
1.4.3 안전계수 13
1.4.4 응력의 성분 14
1.4.5 피로(Fatigue) 15


Chapter 2
Cantilevered Beam 17

2.1 개요 18
2.2 모델 생성 18
2.3 Pre Processing 20
2.4 Solving 29
2.5 Post Processing 31
2.6 결과 분석 40


Chapter 3
Fillet의 효과 43

3.1 개요 44
3.2 Pre Processing 44
3.2.1 해석용 파일 생성 44
3.2.2 Idealization 46
3.2.3 Mesh 생성 49
3.2.4 경계조건 및 하중 52
3.3 Solving 56
3.4 Post Processing 57
3.5 필렛 반경이 10mm인 경우 58
3.5.1 파일 준비 58
3.5.2 메쉬 생성 60
3.5.3 경계조건 및 하중 61
3.5.4 Solving 65
3.5.5 Post Processing 65
3.5.6 파일 저장 및 종료 67
3.6 결과 분석 68


Chapter 4
보강대 효과 69

4.1 개요 70
4.2 보강대를 추가한 모델에 대한 해석 70
4.2.1 파일 이름 변경 및 모델 수정 70
4.2.2 Solving 76
4.2.3 Post Processing 76
4.3 보강대가 없는 해석 결과 80
4.3.1 해석 결과가 있는 파일 열기 80
4.3.2 Post Processing 81
4.3.3 파일 저장 및 닫기 84
4.4 결과 분석 85


Chapter 5
Subcase를 이용한 해석 87

5.1 개요 88
5.2 모델 생성 89
5.3 Pre Processing 90
5.4 Solving 94
5.5 Post Processing 94
5.6 다른 하중에 대한 해석 97
5.7 결과 분석 106


Chapter 6
Symmetry 해석 107

6.1 개요 108
6.2 모델 준비 109
6.3 Pre Processing 112
6.4 Solving 115
6.5 Post Processing 117
6.6 결과 검토 119


Chapter 7
정적 평형과 Singularity 121

7.1 개요 122
7.2 모델 생성 123
7.3 Pre Processing 123
7.3.1 해석용 파일 생성 123
7.3.2 Mesh 생성 124
7.3.3 경계조건 125
7.4 Solving 126
7.4.1 Model Setup Check 126
7.4.2 Solving 126
7.4.3 결과 확인 및 오류 수정 127
7.5 Post Processing 129
7.6 결과 분석 132


Chapter 8
변위 구속에서의 좌표계 이용 133

8.1 개요 134
8.2 모델 생성 135
8.3 Pre Processing 135
8.3.1 해석용 파일 생성 135
8.3.2 Mesh 생성 136
8.3.3 경계조건 생성 137
8.4 Solving 140
8.5 Post Processing 140
8.6 필렛과 요소의 크기 145
8.6.1 파일 생성 145
8.6.2 Mesh 생성 146
8.6.3 SIM 파일 생성 및 경계조건 정의 147
8.6.4 Solving 148
8.6.5 Post Processing 148
8.6.6 요소에 크기에 대한 고찰 150
8.7 결과 분석 151


Chapter 9
2차원 요소를 이용한 해석 153

9.1 개요 154
9.2 모델 생성 155
9.3 Meshing 155
9.3.1 해석용 파일 생성 155
9.3.2 중간 서피스(Mid-Surface) 생성 156
9.3.3 Mesh 생성 158
9.3.4 파일 저장 159
9.3.5 2D Mesh의 두께 확인 159
9.4 변위구속과 하중 163
9.5 Solving 164
9.6 Post Processing 165
9.7 Solid Mesh와 Shell Mesh 비교 167
9.8 결과 분석 171


Chapter 10
1차원 요소를 이용한 I-Beam 해석(수동 메쉬) 173

10.1 개요 174
10.2 Meshing 175
10.2.1 파일 생성 175
10.2.2 Node 생성 176
10.2.3 빔 요소의 단면 설정 177
10.2.4 Beam 요소 생성 178
10.2.5 집중질량 생성 182
10.3 경계조건 183
10.4 Solving 184
10.5 Post Processing 184


Chapter 11
1차원 요소를 이용한 FE 모델의 연결 189

11.1 개요 190
11.2 모델 생성 191
11.3 Meshing 193
11.3.1 파일 생성 193
11.3.2 메쉬 생성 193
11.3.3 메쉬 설정 확인 및 두께 표시 194
11.3.4 연결성 확인 195
11.4 경계조건 197
11.5 Solving 197
11.6 FE 모델 수정 198
11.6.1 Node를 공유하도록 FE 모델을 수정하는 방법 198
11.6.2 1차원 요소를 이용하여 연결하는 방법 200


Chapter 12
1차원 요소를 이용한 I-Beam 해석(자동메쉬) 203

12.1 개요 204
12.2 모델 생성 205
12.3 Mesh 생성 206
12.3.1 해석용 파일 생성 206
12.3.2 빔 단면 정의 206
12.3.3 1D Mesh 생성 207
12.3.4 화면 표시 변경 209
12.3.5 0D Mesh 생성 210
12.3.6 경계조건 생성 212
12.4 해석 수행 212
12.5 Post Processing 212
12.5.1 응력 표시 212
12.5.2 Output Request 설정 214
12.5.3 Recovery Point에 대한 결과 표시 215
12.5.4 단면에서의 응력 분포 표시 216
12.5.5 Cross Section View 수정 217
12.6 결과 분석 218


Chapter 13
1D 요소를 이용한 Truss 구조물 해석 219

13.1 개요 220
13.2 모델 생성 221
13.3 Mesh 생성 222
13.3.1 해석용 파일 생성 및 Solution 설정 222
13.3.2 FEM 옵션 변경 222
13.3.3 단면 생성 223
13.3.4 1D Mesh 생성 224
13.3.5 Node 위치 변경 230
13.3.6 0D 요소 생성 232
13.3.7 연결 요소 생성 232
13.4 경계조건 233
13.5 Solving 234
13.6 오류 확인 234
13.7 FE 모델 수정 및 Solving 234
13.7.1 중복 노드(Duplicate Node) 체크 및 연결 234
13.7.2 Solving 및 결과 표시 236
13.8 Graph 생성 237
13.8.1 Path 생성 237
13.8.2 Graph 생성 239
13.8.3 Graph 이용 241
13.9 Animation 245


Chapter 14
1D 요소와 2D 요소의 연결을 이용한 해석 247

14.1 개요 248
14.2 모델 생성 249
14.3 Mesh 생성 250
14.3.1 해석용 파일 생성 250
14.3.2 2D 요소 생성 251
14.3.3 Mesh Point 생성 252
14.3.4 하중면 생성 252
14.3.5 빔 단면 생성 253
14.3.6 Beam 요소 생성 253
14.3.7 중복 노드 체크 254
14.4 경계조건 254
14.4.1 변위 구속 254
14.4.2 하중 256
14.5 Solving 256
14.6 Post Processing 256
14.7 추가적인 연습 257


Chapter 15
1D 요소와 3D 요소의 연결을 이용한 해석 259

15.1 개요 260
15.2 해석용 파일 준비 261
15.3 Geometry Idealization 261
15.4 Meshing 262
15.4.1 1D Connection 설정 263
15.4.2 3D Mesh 생성 263
15.4.3 RBE2 요소 생성 264
15.4.4 0D 요소 생성 264
15.5 경계조건 265
15.5.1 변위 구속 265
15.5.2 하중 266
15.6 Solving 266
15.6.1 Model Setup Check 266
15.6.2 Solving 268
15.7 Post Processing 268
15.8 Group에 대한 결과 표시 269
15.8.1 Group 생성 270
15.8.2 Solution 설정 271
15.8.3 Solving 및 결과 표시 272


Chapter 16
Alternator Bracket 해석 273

16.1 개요 274
16.2 해석용 파일 준비 275
16.3 Geometry Idealization 275
16.4 Meshing 276
16.4.1 2D Mesh 생성 276
16.4.2 1D Mesh 생성 278
16.4.3 0D 요소 생성 281
16.5 Element Edge 체크 281
16.6 경계조건 282
16.6.1 변위 구속 282
16.6.2 하중 283
16.7 Solving 284
16.8 Post Processing 284


Chapter 17
Contact Analysis 287

17.1 개요 288
17.2 모델 생성 288
17.3 Meshing 289
17.3.1 해석용 파일 생성 289
17.3.2 접촉 부분 Mesh 생성 290
17.3.3 3D Mesh 생성 292
17.4 경계조건 293
17.4.1 변위 구속 293
17.4.2 하중 293
17.4.3 Simulation Object 293
17.5 Solving 294
17.5.1 Solving 294
17.5.2 결과 확인 294
17.5.3 하중 증대 295
17.5.4 Iteration 수 증대 296
17.6 Post Processing 296


Chapter 18
접촉을 이용한 베어링-하우징 해석 301

18.1 개요 302
18.2 파일 준비 303
18.3 Meshing 304
18.3.1 Mesh Mating Condition 생성 304
18.3.2 Seed Mesh 생성 306
18.3.3 3D Mesh 생성 306
18.4 경계조건 307
18.4.1 접촉면 정의 307
18.4.2 변위 구속 308
18.4.3 하중 310
18.5 Solving 311
18.6 Post Processing 311
18.7 결과 검토 313


Chapter 19
용접과 볼트를 이용한 연결 315

19.1 개요 316
19.2 점 용접 모델 317
19.2.1 모델 생성 317
19.2.2 Meshing 318
19.2.3 경계조건 320
19.2.4 Solving 320
19.2.5 Post Processing 320
19.2.6 Nastran Input Data 확인 320
19.3 볼트 연결 모델 321
19.3.1 모델 준비 322
19.3.2 Meshing 322
19.3.3 경계조건과 하중 325
19.3.4 Solving 326
19.3.5 Post Processing 327


Chapter 20
억지끼움 해석 329

20.1 개요 330
20.2 온도 효과에 의한 억지끼움 해석 330
20.2.1 Bushing의 팽창 331
20.2.2 Bushing과 Plate 해석 335
20.3 접촉면 오프셋을 이용한 억지끼움 해석 341
20.3.1 새로운 Solution 생성 341
20.3.2 Contact 설정 342
20.3.3 변위 구속과 하중 343
20.3.4 Solving 343
20.3.5 Post Processing 343
20.4 결과 검토 344


Chapter 21
Element 검사 347

21.1 개요 348
21.2 FEM 파일 및 SIM 파일의 생성 349
21.3 메쉬 생성 349
21.4 Element Quality Check 350
21.4.1 Element Quality 350
21.4.2 Element의 품질 개선 353
21.4.3 Element Normal 검사 355
21.5 경계조건 정의 및 해석 수행 356
21.6 메쉬 수정 및 Solving 357
21.7 Post Processing 358


Chapter 22
Buckling 해석 361

22.1 개요 362
22.2 모델 생성 363
22.3 Meshing 363
22.4 변위 구속과 하중 364
22.5 Solving 364
22.5.1 Solution 설정 364
22.5.2 Solving 364
22.6 Post Processing 365
22.7 횡하중에 대한 Buckling 해석 368
22.8 결과 분석 369


Chapter 23
모우드 해석 371

23.1 개요 372
23.2 모델 준비 및 Meshing 372
23.2.1 파일 및 Solution 생성 372
23.3 Meshing 373
23.4 변위 구속 373
23.5 Sloving 및 결과 확인 374
23.6 네비게이터의 모우드 해석 375
23.6.1 개요 375
23.6.2 파일 오픈 및 확인 376
23.6.3 Assembly FEM 생성 376
23.6.4 해석 수행 및 Post Processing 384
23.6.5 “Angled” Arrangement에 대한 해석 수행 385
23.6.6 결과 검토 386


Chapter 24
열전달 해석 389

24.1 개요 390
24.1.1 전도(Conduction) 390
24.1.2 대류(Convection) 391
24.1.3 복사(Radiation) 392
24.1.4 Thermal-Structural 해석 393
24.2 해석 과정 393
24.2.1 파일 및 Solution 생성 394
24.2.2 Meshing 394
24.2.3 Thermal Boundary Condition 395
24.2.4 Sloving 및 결과 확인 396
24.2.5 Thermal - Structural 해석 398
24.3 프라이팬 해석 400
24.3.1 개요 400
24.3.2 파일 및 Solution 생성 401
24.3.3 Idealization 401
24.3.4 경계조건 생성 401
24.3.5 Simulation Object 생성(Surface-to-Surface Glueing) 402
24.3.6 Mesh 생성 및 해석 수행 403
24.3.7 해석 수행 및 결과 확인 403
24.3.8 손잡이 재질 변경 및 해석 수행 405
24.3.9 결과 검토 406


Chapter 25
피로 해석 407

25.1 개요 408
25.1.1 SN 커브 408
25.1.2 피로 특성 분석 방법 410
25.1.3 응력집중 413
25.1.4 Damage의 누적 414
25.2 해석 과정 415
25.2.1 Linear Statics 해석 416
25.2.2 Durability Process와 Event 생성 417
25.2.3 Solve 및 결과 확인 419


Chapter 26
Geometry Optimization 427

26.1 개요 428
26.1.1 Geometry Optimization 해석의 타입 428
26.1.2 Geometry Optimization의 절차 429
26.2 해석 예제 430
26.2.1 Linear Statics 해석 430
26.2.2 Optimization 프로세스 생성 432
26.2.3 Solve 436
26.2.4 결과 검토 439


Chapter 27
Adaptive Analysis 443

27.1 개요 444
27.2 해석 예제 444
27.2.1 Linear Statics 해석 444
27.2.2 Adaptive Analysis 445