WorkBench Manual - 조 원 - 노현주 최민호

워크벤치가 낯설게 다가오는 점이 가장 힘들었다 워크벤치가 낯설게 다가오는 점이 가장 힘들었다. 솔리드웍스 등 캐드 프로그램은 귀로 접해본게 그나마 가깝게 여겨지게 만들지만 워크벤치는 아니었는데요. 따라서 호환성 발표에서 가장 중요한 단어들을 강조하면서 사실상 간단한 원리에 의해 서로 연동된다는 것을 키 포인트로 잡았습니다. 그 후 텀프에서 사용될 실용적인 메쉬와 솔루션에 대해 다루겠습니다.

1 워크벤치와 3D CAD 1) 워크벤치와 3D cad의 소개 2) 사용자의 입장

워크벤치와 3D CAD의 소개 1) Workbench : 3D CAD 모델 해석을 위한 통합해석 환경 Workbench & 3D CAD ‘s good and bad Workbench : 3D CAD 모델 해석을 위한 통합해석 환경 2) Solidworks : 신속하고 편리한 작업환경과 직관적인 기능 3) CATIA : 곡면 등 surface 표현기능의 강화 물리계의 운동을 지배하는 대다수의 법칙은 보통 미분 방정식으로 기술 할 수 있는데 유한요소법은 미분방정식을 푸는 수치적인 근사해법으로 볼 수 있다. 실제적 구조물이 거의 무한개의 원자와 분자의 결합으로 구성되어 있는 것을 유한개의 절점으로 구성되었다고 가정한 후 각 절점들 사이에 서로 유기적인 관계를 맺어 주는 요소(element)를 구성하여 절점들의 변위를 미지수로 하는 연립방정식으로 나타내어 전체 구조물을 대신할 수 있다. 그리고 이를 수학적으로 계산하여 외력에 의한 각 절점에서의 변위를 구함으로써 변위, 변형률, 응력 등의 결과값을 수치적인 근사해법으로 구하는 것이 유한요소 해석이다.

사용자의 입장 2) 사용자의 입장 - 비교적 간단한 모델링은 워크벤치로 사용, 복잡한 구조와 다양한 어셈블리의 조합이 Workbench & 3D CAD ‘s good and bad 사용자의 입장 - 비교적 간단한 모델링은 워크벤치로 사용, 복잡한 구조와 다양한 어셈블리의 조합이 요구될 시에 3D CAD 사용 물리계의 운동을 지배하는 대다수의 법칙은 보통 미분 방정식으로 기술 할 수 있는데 유한요소법은 미분방정식을 푸는 수치적인 근사해법으로 볼 수 있다. 실제적 구조물이 거의 무한개의 원자와 분자의 결합으로 구성되어 있는 것을 유한개의 절점으로 구성되었다고 가정한 후 각 절점들 사이에 서로 유기적인 관계를 맺어 주는 요소(element)를 구성하여 절점들의 변위를 미지수로 하는 연립방정식으로 나타내어 전체 구조물을 대신할 수 있다. 그리고 이를 수학적으로 계산하여 외력에 의한 각 절점에서의 변위를 구함으로써 변위, 변형률, 응력 등의 결과값을 수치적인 근사해법으로 구하는 것이 유한요소 해석이다.

2 워크벤치와 솔리드웍스의 호환성 1) 초기상태의 워크벤치 2) 워크벤치와 솔리드웍스의 호환 4가지 3) Design Modeler와 mesh 소개

Workbench…? Workbench…? 1) 현재 진행중인 작업과 연동 Ex)방법1, 3 임의파일읽기 Ex)방법2, 4 워크벤치와 솔리드웍스 호환 4가지 1) Workbench & Solidworks ‘s good and bad Plug-in Reader 현재 진행중인 작업과 연동 Ex)방법1, 3 임의파일읽기 Ex)방법2, 4

초기상태의 워크벤치 - 1 1)

초기 상태의 워크벤치 - 2

What is “Design Modeler’’ 2) >> Geometry system.

How to make the “ Mesh’’ by work-b. 2) >> model system.

워크벤치와 솔리드웍스 호환 3) I)Solidworks III) Attach 내부 호환 II) Import Geometry Workbench & Solidworks ‘s good and bad Geometry 이전 Geometry 이후 P L U G IN R E A D I)Solidworks 내부 호환 III) Attach II) Import Geometry IIII) Import

Solidworks2007 및 2008 >> Workbench 12.0 3) 방법 1) 그림으로 이해하기 Solidworks2007 및 2008 >> Workbench 12.0 방법 1) 솔리드웍스 내부 호환 >> 솔리드웍스에서 작업하고 저장한 파트를 워크벤치로 가져갈수 있다.

3) # 솔웍에 Ansys 메뉴가 없는 경우!! Solidworks2007 및 2008 >> 도구 >> Add-In >> 앤시스 체크

Solidworks2007 및 2008 >> Workbench 12.0 3) 방법 1) 그림으로 이해하기 Solidworks2007 및 2008 >> Workbench 12.0 방법 1) 솔리드웍스 내부 호환 >> 오류가 나지 않았을 때, 솔리드웍스 마크가 나타난다. >> 더블클릭 후 실행!!

방법 1) 그림으로 이해하기 3) 작업창에 아무것도 나타나지 않는다? Solidworks2007 및 2008 >> Workbench 12.0 작업창에 아무것도 나타나지 않는다? >> [Generate] 클릭!!

Solidworks2007 및 2008 >> Workbench 12.0 3) 결과 화면!! Solidworks2007 및 2008 >> Workbench 12.0

Workbench >> Component Systems >> [Geometry] 3) (방법2) 그림으로 이해하기 Workbench >> Component Systems >> [Geometry]

Workbench >> Component Systems >> [Geometry] 3) (방법2) 그림으로 이해하기 Workbench >> Component Systems >> [Geometry]

3) (방법2) 그림으로 이해하기 Workbench >> Component Systems >> [Geometry] >> Import Geometry >> Browse

(방법2) 그림으로 이해하기 3) 방법 1에서와 마찬가지로 솔리드웍스 마크가 생성된 것을 알 수 있다. Workbench >> Component Systems >> [Geometry] >> Import Geometry >> Browse 방법 1에서와 마찬가지로 솔리드웍스 마크가 생성된 것을 알 수 있다. 더블 클릭 후 실행하여 파트를 제너레이트시키자. 마지막으로 한번 더 상기시키는 의미에서 천천히 따라가 보자.

방법 1) 그림으로 이해하기 3) 작업창에 아무것도 나타나지 않는다? Solidworks2007 및 2008 >> Workbench 12.0 작업창에 아무것도 나타나지 않는다? >> [Generate] 클릭!!

Solidworks2007 및 2008 >> Workbench 12.0 3) 결과 화면!! Solidworks2007 및 2008 >> Workbench 12.0

파트 생성! 이것만 알자! 2-a 1-a) Geometry 1-b) 불러오기 2) Generate

정상적으로 [Geometry]를 실행 시킨 후 [Attach to Active CAD Geometry] 선택 3) (방법3) 그림으로 이해하기 Workbench >> Component Systems >> Geometry >> [Design Modeler] >> File >> Attach to Active CAD Geometry, Import External Geometry File… 정상적으로 [Geometry]를 실행 시킨 후 [Attach to Active CAD Geometry] 선택

(방법3) 그림으로 이해하기 3) [Generate] Click !! Workbench >> Component Systems >> Geometry >> [Design Modeler] >> File >> Attach to Active CAD Geometry, Import External Geometry File… [Generate] Click !!

정상적으로 [Geometry]를 실행 시킨 후 [Import External Geometry] 선택 3) (방법4) 그림으로 이해하기 Workbench >> Component Systems >> Geometry >> [Design Modeler] >> File >> Attach to Active CAD Geometry, Import External Geometry File… 정상적으로 [Geometry]를 실행 시킨 후 [Import External Geometry] 선택

3) (방법4) 그림으로 이해하기 Workbench >> Component Systems >> Geometry >> [Design Modeler] >> File >> Attach to Active CAD Geometry, Import External Geometry File…

(방법4) 그림으로 이해하기 3) [Generate] Click !! Workbench >> Component Systems >> Geometry >> [Design Modeler] >> File >> Attach to Active CAD Geometry, Import External Geometry File… [Generate] Click !!

Import 와 aTTach 2-b [Plug-in] >>현재 Solidworks에 작업중인 파트를 불러온다. #단, 가장 마지막에 저장된 상태가 로드됨. [Reader] >>임의의 위치에 있는 파트를 불러온다.

mesh 3 1) Mesh 생성 방법 2) Mesh의 종류 – method 3) Mesh의 종류 – sizing 4) Mesh의 종류 – refinement 5) Mesh의 종류 - mapped

생성 방법 Mesh Model 탭 더블클릭! [ 선행조건 ] 물성치 입력 , 모델링 1. MESH 생성하는 방법 (1)

생성 방법 Mesh 1. MESH 생성하는 방법 (2) Mesh 탭 마우스 우클릭 Insert 원하는 Mesh 선택 / 설정 Animation 과정별로 빨간색으로 강조 Mesh를 생성하는 개요는 Outline 창에서 Mesh 탭 마우스 오른쪽 클릭 – insert – 원하는 Mesh 선택 및 설정 – Generate Mesh 로 Mesh 적용 이다 원하는 Mesh 선택 / 설정 Generate Mesh 로 Mesh 적용

1. Tetrahedrons 2. Hex dominant 3. Sweep 4. multizone Mesh 종 류(Method) 2. MESH의 종류 – Method 1. Tetrahedrons 2. Hex dominant 3. Sweep 4. multizone Animation – (순서대로 설명할거니깐 )클릭 할때마다 위에서부터 사진 한개씩 나오게하기 (1,2번은 첫번째 사진 , 3번은 두번째 사진 , 4번은 세번째 사진) Method 에 있는 mesh생성 방법에 이렇게 4가지가 있다. 1과 2는 mesh 모양에 차이이다. 1(왼쪽)은 삼각형 모양의 mesh 생성 이고 2(오른쪽)는 사각형 모양의 mesh 생성이다 3은 평면 , 곡면 위의 surface mesh 를 특정경로 및 회전축에 따가 이동시키며 생성시키는 것으로 모든 영역에 걸쳐 균일한 mesh생성 4는 새로 추가된 기능으로 sweep처럼 내부까지 균일한 mesh를 생성한다. Sweep은 mesh를 생성하기 위해 형상을 분할하지만 이건 필요없음

1. Tetrahedrons 2. Hex dominant Mesh 종 류(Method) 2. MESH의 종류 – Method 1. Tetrahedrons 2. Hex dominant Animation – (순서대로 설명할거니깐 )클릭 할때마다 위에서부터 사진 한개씩 나오게하기 (1,2번은 첫번째 사진 , 3번은 두번째 사진 , 4번은 세번째 사진) Method 에 있는 mesh생성 방법에 이렇게 4가지가 있다. 1과 2는 mesh 모양에 차이이다. 1(왼쪽)은 삼각형 모양의 mesh 생성 이고 2(오른쪽)는 사각형 모양의 mesh 생성이다 3은 평면 , 곡면 위의 surface mesh 를 특정경로 및 회전축에 따가 이동시키며 생성시키는 것으로 모든 영역에 걸쳐 균일한 mesh생성 4는 새로 추가된 기능으로 sweep처럼 내부까지 균일한 mesh를 생성한다. Sweep은 mesh를 생성하기 위해 형상을 분할하지만 이건 필요없음 3. Sweep 4. multizone

1. Tetrahedrons 2. Hex dominant Mesh 종 류(Method) 2. MESH의 종류 – Method 1. Tetrahedrons 2. Hex dominant Animation – (순서대로 설명할거니깐 )클릭 할때마다 위에서부터 사진 한개씩 나오게하기 (1,2번은 첫번째 사진 , 3번은 두번째 사진 , 4번은 세번째 사진) Method 에 있는 mesh생성 방법에 이렇게 4가지가 있다. 1과 2는 mesh 모양에 차이이다. 1(왼쪽)은 삼각형 모양의 mesh 생성 이고 2(오른쪽)는 사각형 모양의 mesh 생성이다 3은 평면 , 곡면 위의 surface mesh 를 특정경로 및 회전축에 따가 이동시키며 생성시키는 것으로 모든 영역에 걸쳐 균일한 mesh생성 4는 새로 추가된 기능으로 sweep처럼 내부까지 균일한 mesh를 생성한다. Sweep은 mesh를 생성하기 위해 형상을 분할하지만 이건 필요없음 3. Sweep 4. multizone

1. Tetrahedrons 2. Hex dominant Mesh 종 류(Method) 2. MESH의 종류 – Method 1. Tetrahedrons 2. Hex dominant Animation – (순서대로 설명할거니깐 )클릭 할때마다 위에서부터 사진 한개씩 나오게하기 (1,2번은 첫번째 사진 , 3번은 두번째 사진 , 4번은 세번째 사진) Method 에 있는 mesh생성 방법에 이렇게 4가지가 있다. 1과 2는 mesh 모양에 차이이다. 1(왼쪽)은 삼각형 모양의 mesh 생성 이고 2(오른쪽)는 사각형 모양의 mesh 생성이다 3은 평면 , 곡면 위의 surface mesh 를 특정경로 및 회전축에 따가 이동시키며 생성시키는 것으로 모든 영역에 걸쳐 균일한 mesh생성 4는 새로 추가된 기능으로 sweep처럼 내부까지 균일한 mesh를 생성한다. Sweep은 mesh를 생성하기 위해 형상을 분할하지만 이건 필요없음 3. Sweep 4. multizone

1. Sizing ( body , face , edge , vertex ) Mesh 종 류(Sizing) 2. MESH의 종류 – Sizing ( body , face , edge , vertex ) , contact sizing 1. Sizing ( body , face , edge , vertex ) 2. Contact sizing Animation – 클릭하면 사진 나오도록 Sizing 을 활용한 mesh 방법에는 두 가지가 있다 Sizing 에는 4가지 가 있는데 , body 는 한 part를 , face 는 한 면을 , edge 는 한 모서리를 , vertex 는 한 점을 mesh 하는 기능이다. 여기서 edge 와 vertex 는 경계부분 및 취약부분이 많기 때문에 sizing 에서 edge 와 vertex를 활용해 mesh의 밀도를 증가시킬 수 있다 Contact sizing 은 접촉부분에 mesh의 밀도를 증가시킬 수 있다.

종 류(Refinement) Mesh 3. MESH의 종류 – Refinement 관심영역에 mesh 밀도를 증가시키는 방법으로 초기 mesh 를 수행한 후 Refinement 를 활용하여 다시 mesh를 수행 Refinement는 1~3 까지 설정가능! 초기 mesh의 ½ , ¼ 로 나눈다

Surface에 균일한 mesh를 생성한다 종 류(Mapped) 4. MESH의 종류 – Mapped Face Meshing Surface에 균일한 mesh를 생성한다

Mesh Sweep Mesh 생성하기 동영상 link

solution 4 1) Contact (접촉) 2) 하중 3) 경계조건 4) solve 5) 해석 결과

Sol. Contact(접촉) 1. Contact 1. Bonded - 용접 , 완전 접착과 같은 접촉상태 2. No separation - 접촉상태지만 접촉면 방향의 sliding 허용 3. frictionless - 마찰계수가 0에 가까워 free sliding 허용 4. rough - 마찰계수가 무한대로 sliding이 전혀 없음 5. frictional - frictionless와 유사하지만 마찰계수가 있음 Animation – 클릭하면 사진 나왔다가 다시 클릭하면 사진 들어가기 Workbench는 Solidworks에서 modeling을 불러오면 자동으로 접촉면을 정의해준다 하지만 모든 접촉면 초기 정의가 bonded로 정의되어 있기 때문에 본인이 원하는대로 type을 바꿀 수 있다

Contact(접촉) Sol. 1. Contact Animation – 클릭하면 사진 나왔다가 다시 클릭하면 사진 들어가기 Workbench는 Solidworks에서 modeling을 불러오면 자동으로 접촉면을 정의해준다 하지만 모든 접촉면 초기 정의가 bonded로 정의되어 있기 때문에 본인이 원하는대로 type을 바꿀 수 있다

Sol. Contact(접촉) 1. Contact 1. Bonded - 용접 , 완전 접착과 같은 접촉상태 2. No separation - 접촉상태지만 접촉면 방향의 sliding 허용 3. frictionless - 마찰계수가 0에 가까워 free sliding 허용 4. rough - 마찰계수가 무한대로 sliding이 전혀 없음 5. frictional - frictionless와 유사하지만 마찰계수가 있음 Animation – 클릭하면 사진 나왔다가 다시 클릭하면 사진 들어가기 Workbench는 Solidworks에서 modeling을 불러오면 자동으로 접촉면을 정의해준다 하지만 모든 접촉면 초기 정의가 bonded로 정의되어 있기 때문에 본인이 원하는대로 type을 바꿀 수 있다

Sol. 하중(Structural Loads) 2. 하중 1. Pressure 2. Force 3. moment 경계 조건은 우리가 많이 쓰는 항목으로는 위의 항목들이 있다 적용하는 방법은 ansys classic에서 했듯이 원하는 면을 geometry에 apply 시키고 값을 입력하면 된다 그 외 여러가지 항목들이 잇는데 자료를…

1. Fixed support 2. Displacement Sol. 경계조건 3. 경계조건 1. Fixed support 2. Displacement 물성치 입력과 모델링이 끝난 후에 mesh 및 구속조건을 줄 수 있기때문에 이 두 조건이 완료되었음을 확인하고 model 탭으로 들어간다

1. Solution 항목에 결과를 검토할 항목을 넣는다 Solve 4. solve 1. Solution 항목에 결과를 검토할 항목을 넣는다 위의 항목들에 알맞은 사항들을 입력하면 초록색 체크표가 보이고, slove 를 할 수 있다

Solve Sol. 2. Solve 실행 4. solve 위의 항목들에 알맞은 사항들을 입력하면 초록색 체크표가 보이고, slove 를 할 수 있다

Sol. 해석결과 5. 해석결과 1. 해석 결과 Total deformation 으로 해석한 결과이다. 원래의 상태보다 늘어남을 확인할 수 있다 이 해석결과에서 edges – show unformed wireflme 에 들어가면 원래 상태의 크기를 나타내는 선이 나타나서 얼마나 늘어났는지 알 수 잇따 그 오른쪽은 graphic 기능으로서 화살표 방향으로 얼마나 힘이 가해지고있는지 시각적으로 볼 수 있게 한다 Max , min 은 최대값 최소값이 작용되는 위치를 나타내주고 probe는 원하는 위치의 힘이 얼마인지 표시해준다

해석 부가기능 설명 Sol. 2. 부가기능 -A 5. 해석결과 Total deformation 으로 해석한 결과이다. 원래의 상태보다 늘어남을 확인할 수 있다 이 해석결과에서 edges – show unformed wireflme 에 들어가면 원래 상태의 크기를 나타내는 선이 나타나서 얼마나 늘어났는지 알 수 잇따 그 오른쪽은 graphic 기능으로서 화살표 방향으로 얼마나 힘이 가해지고있는지 시각적으로 볼 수 있게 한다 Max , min 은 최대값 최소값이 작용되는 위치를 나타내주고 probe는 원하는 위치의 힘이 얼마인지 표시해준다

해석 부가기능 설명 Sol. 2. 부가기능 -B 5. 해석결과 Total deformation 으로 해석한 결과이다. 원래의 상태보다 늘어남을 확인할 수 있다 이 해석결과에서 edges – show unformed wireflme 에 들어가면 원래 상태의 크기를 나타내는 선이 나타나서 얼마나 늘어났는지 알 수 잇따 그 오른쪽은 graphic 기능으로서 화살표 방향으로 얼마나 힘이 가해지고있는지 시각적으로 볼 수 있게 한다 Max , min 은 최대값 최소값이 작용되는 위치를 나타내주고 probe는 원하는 위치의 힘이 얼마인지 표시해준다

T I p 6 1) 파트생성이 안될 때의 오류 해결 2) 물성치 입력 방법(자세히)

Solidworks >> 다른이름으로 저장 >> 확장자명 변경 파트생성이 안될때의 오류해결 1) Solidworks >> 다른이름으로 저장 >> 확장자명 변경 I) Parasolid (*.x_t) II) IGES (*.IGS)

물성치 입력 방법 2) I) Engineering data 설정

Engineerig Data 확인

General Materials [click]

추가된 Engineerig Data 확인

Engineerig Data 저장 후 나가기

물성치 입력 방법 2) II) WorkBench >>Model System 설정

Model system 실행 후 Refresh