대칭을 사용한 모델링

대칭을 사용하여 시뮬레이션 작업의 크기를 줄입니다.

종종 CAD 모형을 절반 또는 그 이상으로 절단하여 전체 모형의 1/2, 1/4 또는 1/8 대칭 표현을 생성할 수 있습니다. 대칭을 적절하게 활용하여 시뮬레이션 모형의 크기를 크게 줄일 수 있습니다. 시뮬레이션 모형이 작을수록 요소 수가 적어지고 파일 크기가 작아지며 해석 시간이 단축됩니다.

또한 대칭을 사용하면 모형을 과도하게 구속하지 않고 정적으로 안정된 상태를 유지할 수 있습니다(즉, 세 전역 방향 모두에 구속조건을 제공할 수 있음). 예를 들어, 자동차 디스크 브레이크 로터와 같이 고온에서 작동하는 부품의 열 응력 분석을 고려해 보십시오. 전체 로터의 면을 구속하면 디스크 부분이 뜨거워져도 자유롭게 확장할 수 없습니다. 그 결과, 모서리나 구속된 면의 내부 및 모형의 다른 곳에 높은(과장된) 응력이 발생합니다. 대칭 평면에 수직인 방향으로 변환이 발생하지 않는다는 사실을 활용할 수 있습니다. 따라서 대칭 평면의 법선 변환 구속조건은 발생해야 하는 자연 열 팽창을 방지하지 않습니다.

다음 이미지는 여러 대칭 평면을 사용하여 브레이크 로터의 전체 모형을 줄이는 방법을 보여줍니다.

그림 1: 브레이크 로터를 1/8 대칭 모형으로 축소(노란색, 하늘색 및 선홍색 면은 대칭 평면 3개를 따라 모형이 슬라이스된 위치를 나타냄)

주: 새 시뮬레이션 모형을 작성할 때 모형의 현재 제작 버전이 새 시뮬레이션 모형의 시작점으로 로드됩니다. 이전 시뮬레이션 모형에 대한 변경 사항을 다시 적용하지 않으려면 시뮬레이션 모형 복제 명령을 대신 사용합니다. 이러한 명령은 브라우저에서 기존 시뮬레이션 모형 제목을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하면 나타나는 상황에 맞는 메뉴에 있습니다.

예방조치

• 중요: 모달 진동수 또는 구조적 버클링 시뮬레이션을 수행할 때는 대칭이 있는 모델링을 피하십시오. 대칭 구조도 구조물이 비틀릴 때와 같이 비대칭형 진동 모드를 가집니다. 마찬가지로 구조적 버클링 모드는 고유 진동수 모드 형상을 기준으로 하므로 동일한 현상이 적용됩니다. 즉, 대칭 구조는 비대칭 모드 형상으로 버클링될 수 있습니다. 모형에 대칭 구속조건을 적용하면 대칭 진동 및 버클링 모드 쉐이프만 검색할 수 있습니다. 따라서 관심이 있거나 중요한 모드 쉐이프가 대칭인 경우에만 대칭을 사용하십시오.
• 전체 모형과 대칭 모형의 결과를 비교하면 결과가 약간 다를 수 있습니다. 이러한 차이점은 메쉬와 요소 쉐이프가 서로 다른 두 개의 솔리드 체적에 대해 동일하지 않기 때문에 나타납니다. 약간 차이가 있다고 해서 대칭 사용에 문제가 있다는 것은 아니며 유한 요소 분석에서 발생하는 일반적인 변동입니다.