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설계 시뮬레이션

설계 시뮬레이션은 제조업체가 제품 개발 시 설계 초기 단계에서 해당 제품의 의도한 기능을 확인 및 검증하도록 지원합니다. CAD(Computer-Aided Design) 설계자는 시뮬레이션을 통합하여 설계 변경이 성능에 미치는 영향을 즉시 파악할 수 있습니다.

설계 시뮬레이션은 어떤 솔루션인가요?

설계 시뮬레이션은 제조업체가 제품 개발 시 설계 초기 단계에서 해당 제품의 의도한 기능을 확인 및 검증하도록 지원합니다. CAD 설계자는 설계 시뮬레이션을 통합하여 설계 변경이 성능에 미치는 영향을 즉시 파악할 수 있습니다.

제조업체는 설계 시뮬레이션을 통해 개발 중인 제품의 의도된 기능은 물론 제조 가능성을 검증하고 확인할 수 있습니다. '시뮬레이션'이라는 용어는 CAE(Computer-Aided Engineering)의 총칭으로 사용되는 경우가 많습니다. 많은 업계에서 여러 설계 시뮬레이션 방식은 제품 개발의 표준 구성 요소가 되었으며, 사용자가 저렴하고 빠른 컴퓨터와 경제적이고 사용하기 쉬운 설계 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 신기술과 새로운 애플리케이션을 해결할 수 있으므로 그 중요성이 계속 증가하고 있습니다.

시뮬레이션 모델은 실제 관심 영역에서 시스템의 동작을 나타내는 수학 방정식입니다. 계산의 복잡도는 데이터의 가용성에 따라 달라지며 애플리케이션의 기능 및 설계 단계에 따라서도 달라집니다.

개발 초기 단계에서는 일반적으로 더 단순한 시스템 표현이 해석 가정에 사용되며 개념 수준의 여러 실제적인 측면의 상호작용을 검증합니다. 개발 후반 단계에서는 일반적으로 매우 복잡한 애플리케이션 전용 모델이 검증 및 세분화에 사용됩니다. 애플리케이션에는 구조적 동작, 음향, 시스템 동역학, 열 해석 및 유체 해석, 연료 소비율, 제어장치 개발 등의 다양한 부분이 포함될 수 있습니다.

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CAD 내장형 CFD(Computational Fluid Dynamics) 소프트웨어인 Simcenter FLOEFD 버전 2306의 2023년 출시에 대해 자세히 설명하는 블로그

이점 활용

반복되는 물리적 프로토타입 테스트를 방지하고 품질을 개선하여 제품 개발 비용 및 시간을 절감합니다.

성능 향상

설계 시뮬레이션은 성능 요구사항을 충족하거나 능가하는 보다 강력한 부품과 제품을 설계하도록 지원합니다.

시간 단축

설계자는 설계 시뮬레이션을 통해 부품의 예상 작동 방식에 대해 보다 즉각적인 피드백을 제공하여 설계 반복 속도를 높이도록 지원합니다.

비용 감소

설계 시뮬레이션은 불필요한 재료와 무게를 제거하고 프로토타입을 줄여 비용을 절감하고 설계 효율을 높일 수 있습니다.

설계 시뮬레이션의 장점

Simcenter FLOEFD for NX를 사용한 피스톤 밸브의 유체 흐름 시뮬레이션

가상 테스트 및 검증

설계 시뮬레이션에는 다양한 운용 및 환경 조건에서 가상으로 제품 동작을 테스트하는 광범위한 해석이 포함될 수 있습니다. 시행착오 방식과 달리 스마트 시뮬레이션 프로세스를 사용하면 다양한 단계에서 선택한 설계를 목표에 맞게 구현할 수 있습니다.

기계 부품과 관련하여 작업 중인 두 사람 한 사람은 노트북에서 Simcenter 시뮬레이션 및 테스트 소프트웨어를 사용하고 다른 한 사람은 부품을 검사합니다.

제조 가능성

여기에는 포밍, 스탬핑, 가공, 설계의 제조 가능성을 결정하는 기타 프로세스에 대한 시뮬레이션과 더불어 제조 방법에 따른 설계 변경의 영향에 대한 시뮬레이션도 포함됩니다.

화면에서 자전거 설계 시뮬레이션을 보고 있는 엔지니어

모델 대비 물리적 프로토타입

시뮬레이션 모델은 물리적 프로토타입보다 제품 개발 프로세스에서 더 유연하게 작용합니다. 버튼 클릭 몇 번 만으로 설계 대안을 생성할 수 있으며 이를 테스트하는 데는 복잡한 설정이 필요하지 않습니다.

CAD 통합 시뮬레이션

설계자가 매일 사용하는 환경에 시뮬레이션 도구를 통합함으로써 설계자는 시뮬레이션을 보다 쉽게 사용하여 설계 선택을 안내하고 설계 성능을 초기에 검증할 수 있습니다. Siemens는 이러한 각 설계 도구에 CAD 통합 시뮬레이션 솔루션을 장착합니다.

NX

NX CAD를 사용하면 제품 설계 및 검증에서 시뮬레이션을 위해 더 이상 이종 애플리케이션과 소프트웨어 도구를 사용할 필요가 없습니다. 내장된 CAD 통합 시뮬레이션 기능을 사용하여 설계 프로세스 초반에 해석 및 CAE를 수행할 수 있습니다.

제품 설계 지침:

  • NX Topology Optimizer: 구조 시뮬레이션을 사용하여 혁신적인 개념 지오메트리 생성
  • NX Performance Predictor: 지오메트리 변경 시 업데이트되는 즉각적인 구조 시뮬레이션 결과

설계 검증:

  • NX Design Simulation: 선형 정적, 모달, 좌굴, 열 해석을 위한 기본 FE 기반 시뮬레이션
  • NX Motion: 어셈블리가 어떻게 움직일지 파악하고 모터 크기 조정 등에 필요한 힘을 결정하는 다물체 동역학 시뮬레이션
  • NX Animation Designer: 컬러 코딩된 타임라인으로 조립/분해 순서 지정 최적화
  • Simcenter FLOEFD for NX: 사용이 쉬운 유체 흐름 및 열 전달 시뮬레이션

제조 시뮬레이션:

  • NX Molded Part Validation: 부품 모델의 성형성을 평가하고 기본 충전 시뮬레이션 수행
  • NX EasyFill Analysis: 부품 품질에 영향을 줄 수 있는 사출 성형 프로세스 평가

NX 살펴보기

Solid Edge

부품 및 어셈블리 설계의 디지털 검증, 유한 요소 해석에서 완전 내장 전산 유체 역학에 이르기까지 Solid Edge는 사용자의 요구에 맞는 강력한 시뮬레이션 기능을 제공합니다.

  • Solid Edge Simulation: 내장된 FEA(유한 요소 해석)로 부품 및 어셈블리 설계를 디지털 방식으로 검증
  • Simcenter FLOEFD for Solid Edge: 유체 흐름, 열 전달, 전자기 효과에 대한 제품 성능 및 신뢰성 시뮬레이션
  • Simcenter Flomaster for Solid Edge: 1D 환경에서 배관 작업의 흐름 속도, 온도, 압력 강하를 모델링, 계산, 시각화할 수 있습니다.

Solid Edge 살펴보기

Zel X

협업, 메카니컬 설계, 시뮬레이션, 제조, 운영을 위한 통합된 도구 모음인 Zel X로 디지털 트랜스포메이션 여정을 시작하십시오. 경제적인 비용의 사용하기 쉬운 브라우저 기반 앱을 통해 중소기업은 필요할 때 필요한 기능을 활용할 수 있습니다.

  • Zel X Advanced: 설계를 제작하기 전에 테스트하고 검증

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  • 설계 중 구조, 열 및 모션 성능에 대한 제품 거동을 예측합니다.
  • 설계를 신속하게 반복하여 설계 변경이 제품 성능에 미치는 영향을 빠르게 파악합니다.

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