Creo Simulation (구 Pro Mechanica)(예제로 배우는)

1995년부터 PTC의 제품군이 된 Creo Simulation(구 Pro/Mechanica)이 다양한 산업분야에서 활용되고 있지만 아직도 국내에는 설계 실무자들이 쉽고 유용하게 업무에 적용할 만한 현업 위주의 지침서들이 전무합니다. 또한, 유한요소법에 대한 많은 이론서들이 있지만 대학이나 실제업무에 적용하기 위해서는 다양한 실례에 대한 해결 방법을 알고 싶어 하지만, 이러한 욕구를 충족시켜줄 만한 교재가 없어서 아쉬움이 많았습니다. 이러한 아쉬움을 달래기 위하여 PTC의 공식 Gold Reseller이자 Creo Simulation(구 Pro/Mechanica)을 직접 사용하고 기술지원을 하였던 메카솔루션(주)의 기술팀에서 누구나 쉽게 따라하면서 배울 수 있는 Creo Simulation(구 Pro/Mechanica) 실무 지침서를 만들어보자는 생각을 오래전부터 하게 되었고, 이 분야의 교육에 종사한 교육진과 실무진들의 지식과 노하우를 집약하여 한권의 책으로 발간하게 되었습니다.



이 책이 Creo Simulation(구 Pro/Mechanica)을 이용하여 CAE를 도입 하거나 입문하는 모든분들께 도움이 되는 것은 물론이고 Creo Simulation(구 Pro/Mechanica)을 사용하지 않은 사람들에게도 유한요소해석의 입문서로 활용될 수 있기를 바랍니다. 또한 유한요소해석을 익히고자 하는 학부생에게도 도움이 되기를 바랍니다. 모든 업무가 그러하듯이 CAE 업무도 많은 아이디어가 필요합니다. 이 책의 예제들이 각자가 하는 업무에 CAE를 적용하는 기준이 되어 해석의 방법을 풀어가는 열쇠가 되기를 기원합니다.

Chapter 1 구조역학 일반

1.1 구조역학은 ……

1.2 응력(Stress)과 변형률(Strain)

1.2.1 인장응력, 압축응력, 전단응력

1.2.2 변형률

1.2.3 응력과 변형률 선도

1.2.4 후크의 법칙(Hooke's Law)

1.2.5 포아송 비(Poisson's ratio)

1.3 재료의 특성과 파손

1.3.1 연성재료(Ductile Materials)

1.3.2 취성재료(Brittle Materials)

1.3.3 변형에너지밀도(Strain Energy Density)

1.3.4 파손이론



Chapter 2 유한요소해석 개요　

2.1 유한요소해석은 ……

2.1.1 유한요소해석의 역사

2.1.2 유한요소법(Finite Element Method, FEM)이란?

2.1.3 요소의 형상

2.1.4 H-요소와 P-요소

2.1.5 유한요소해석에서 오차가 발생하는 요인들

2.2 Creo Simulation은 ……

2.2.1 Creo Simulation의 활용 범위

2.2.2 Creo Simulation이 지원하는 요소들

2.2.3 Creo Simulation이 지원하는 해석

2.3 Creo Simulation의 사용자 인터페이스

2.3.1 파일(File) 탭

2.3.2 홈(Home) 탭

2.3.3 모델 미세조정(Refine Model) 탭

2.3.4 검사(Inspect) 탭

2.3.5 도구(Tools) 탭

2.3.6 보기(View) 탭

2.3.7 기타

2.4 해석절차

2.4.1 유한요소 해석프로그램을 이용한 해석절차

2.4.2 유한요소 해석에서 많이 하는 오류들

▶예제 1 벽걸이 TV 고정용 브라켓에 대한 응력해석



Chapter 3 전처리, 해석, 후처리(결과 검토)

3.1 전처리 과정

3.1.1 해석 모델의 준비

3.1.2 해석 모델의 정의

3.2 해석의 실행

3.2.1 선형 정적 해석(Linear Static Analysis)의 정의

3.2.2 메모리 설정

3.2.3 수렴방법의 선택

3.3 결과에 대한 평가

3.3.1 오차표준(Error Norms)

3.3.2 후처리기를 이용한 결과 검토

3.3.3 결과윈도에서 할 수 있는 작업들

3.3.4 결과 내보내기

3.3.5 결과 파일들

3.3.6 결과검토

▶예제 2 Crank Shaft에 대한 응력해석

▶예제 3 위시본 타입 서스펜션의 응력해석 결과에 대한 검토



Chapter 4 재료와 해석 피쳐, Measures　　

4.1 재료의 정의

4.2 재료의 배정

4.3 해석 피쳐

4.3.1 데이텀 피쳐

4.3.2 기하 피쳐

4.4 Measures



Chapter 5 경계조건(Boundary Conditions)　

5.1 자유도와 좌표계

5.1.1 자유도(Degree of Freedom, DOF)

5.1.2 좌표계(Coordinate System)

5.2 구속조건(Constraint Conditions)

5.2.1 구속조건의 정의

5.2.2 구속조건: Displacement

5.2.3 구속조건: 평면(Planar)

5.2.4 구속조건: 핀(Pin)

5.2.5 구속조건: 볼(Ball)

5.2.6 구속조건: Symmetry

5.3 하중조건(Load Conditions)

5.3.1 하중조건의 입력

5.3.2 기타 하중 조건

5.3.3 하중의 분포 방법

5.3.4 Review Total Load

5.3.5 함수 형태의 하중조건 정의

5.4 열 해석의 하중과 경계조건

5.4.1 하중조건: Heat

5.4.2 경계조건

▶예제 4 대칭 구속조건을 이용한 해석

▶예제 5 강제변위를 이용한 터미널 단자의 해석

5.5 특이성(Singularity)

5.5.1 특이성이 발생하는 영역

5.5.2 Creo Simulation에서 특이성을 줄이는 방법

5.5.3 Saint?Venant's Principle

5.5.4 특이성을 피하는 이유

▶예제 6 Crank Shaft에 대한 응력해석과 응력의 특이성

5.6 허공에 떠 있는 물체의 응력해석

5.6.1 3점 구속조건을 이용한 응력해석

5.6.2 관성제거(Inertia Relief)를 이용한 응력해석

▶예제 7 핀(Pin) 구속조건을 이용한 해석

▶예제 8 굴삭기 ARM의 작동시 발생하는 반력(MDO)을 이용한 응력해석

▶예제 9 3점구속과 관성제거를 이용한 해석의 비교

▶예제 10 충격량을 고려한 해석



Chapter 6 AutoGEM, 결합, 어셈블리에서의 해석　　

6.1 AutoGEM을 이용하여 메쉬하기

6.1.1 메쉬에 영향을 주는 것들

6.1.2 AutoGEM 설정

6.1.3 AutoGEM의 제어설정

6.1.4 Geometry Tolerance Settings

6.1.5 요소생성하기

▶예제 11 AutoGEM을 이용한 메쉬생성

6.2 부품간의 결합 설정

6.2.1 결합에 대한 검토: Structure

6.2.2 결합에 대한 검토: Thermal

6.2.3 접촉해석에 대한 검토.

6.3 어셈블리에서의 해석

6.3.1 Simple Rep을 이용한 해석

6.3.2 어셈블리의 해석에서 주의해야 할 사항들

▶예제 12 플레이트의 결합조건에 따른 응력해석

▶예제 13 쿨러의 결합조건에 따른 열해석



Chapter 7 해석 오류 찾기　　

7.1 진단도구(Diagnostics)

7.2 해석모델의 오류찾기 절차

7.3 검토해야 할 메시지 유형

7.4 오류의 원인 분석

7.4.1 간섭이 발생하였을 때

7.4.2 메쉬로 인한 오류

7.4.3 컴퓨터의 자원과 관련된 오류

7.4.4 기타 오류

▶예제 14 해석의 오류 찾기



Chapter 8 Advanced Modeling　　

8.1 셀 요소

8.1.1 셀요소를 사용할 때 주의해야 할 것들

8.1.2 임의의 서피스에서 셀요소의 생성

8.1.3 중립면 모델에서 Shell Pair의 이용

8.1.4 셀요소의 결과검토

8.1.5 어셈블리 셀 모델의 중립면의 연결

8.2 빔 요소

8.2.1 빔 요소의 정의

8.2.2 빔 요소의 결과검토

▶예제 15 사다리의 솔리드모델, 셀 모델, 빔 모델 해석

8.3 스프링요소

8.3.1 스프링요소의 정의

8.3.2 스프링요소의 사용시 주의할 점

8.4 집중질량요소

8.5 특수한 연결요소

8.5.1 Fastener

8.5.2 Rigid Links

8.5.3 Weighted Links

▶예제 16 구속조건에 Spring을 이용한 해석

▶예제 17 해석결과의 신뢰도를 높이는 방법

▶예제 18 샤프트의 억지끼워맞춤해석

▶예제 19 체결요소를 이용한 방수특성 해석



Chapter 9 Linear Advanced Analysis　

9.1 모달 해석(Modal Analysis)

9.2 선형 좌굴 해석(Linear Buckling Analysis)

9.3 열응력해석(Thermal Stress Analysis)

9.4 원응력 정적해석(Static Analysis with Prestress)

9.5 원응력 모달해석(Modal Analysis with Prestress)

9.6 동역학해석(Dynamic Analysis)

9.7 2-D 평면응력해석과 2-D 평면변형률해석

▶예제 20 차량의 스티어링 휠에 대한 모달해석

▶예제 21 2D 평면변형률(Plane Strain)을 적용한 열응력해석

▶예제 22 2D 축대칭조건을 이용한 선형정적해석

▶예제 23 코일스프링의 좌굴해석

▶예제 24 스피커진동판의 주파수응답함수해석



Chapter 10 민감도와 최적화 해석　　

10.1 Creo Simulation의 Design Study란?

10.2 Standard Design Study

10.3 Sensitivity Design Study

10.3.1 Local Sensitivity Design Study

10.3.2 Global Sensitivity Design Study

10.3.3 Optimization Design Study

▶예제 25 행거의 Design Study와 최적화해석



Chapter 11 비선형정적해석　

11.1 대변형해석(Large Deformation Analysisi)

11.2 비선형안정성해석(Nonlinear Stability Analysis)

▶예제 26 비선형스프링의 접촉해석과 대변형해석

▶예제 27 곡률을 갖는 얇은 판재의 비선형안정성해석



예제별 해석 소요시간 및 주요 Keyword　　



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메카솔루션(주) 기술팀