솔리드씽킹 Inspire의 사용자 환경과 간단한 모델의 스케치 및 최적화 하기

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솔리드씽킹 Inspire는 설계 엔지니어, 제품 디자이너, 건축가가 구조적으로 효율적인 개념을 쉽고 빠르게 생성하고 조사할 수 있도록 합니다. 기존의 구조적 시뮬레이션을 사용하여 사용자는 설계가 필요한 하중을 지지하는지 여부를 확인할 수 있습니다. Inspire는 하중을 입력으로 사용하여 패키지 공간 내에서 새로운 재료 레이아웃을 생성함으로써 이 프로세스를 개선합니다. 이 소프트웨어는 학습이 쉽고 기존 CAD 도구와 함께 사용 가능하여 구조 부품을 처음부터 제대로 설계할 수 있으므로 비용과 개발 시간, 재료 소비 및 제품 중량을 줄일 수 있습니다.

이번 호에서는 Inspire의 사용자 환경을 알아보고 간단한 모델에 대하여 최적화 하기를 해 보도록 합니다.

  1. Inspire 2015의 사용자 환경은 다음과 같이 구성 되어 있습니다.2
  • 리본(Ribbon)에는 메뉴를 비롯하여 아이콘 그룹이 있는 리본 탭이 포함되어 있습니다.
  • 모델링 창(Modeling Window)은 모델과 상호 작용하는 곳이며, 왼쪽 하단에 뷰 제어기를 포함하고 있습니다.
  • 모델 브라우저(Model Browser)는 모델의 모든 객체를 트리 구조로 보여줍니다.
  • 속성 편집기(Property Editor)는 선택한 객체의 모든 속성을 보여주며 사용자가 이를 편집할 수 있도록 합니다.
  • 상태 표시줄(Status Bar)은 모델 상태 정보를 표시하며 스냅 필터와 단위 체계 선택기를 포함합니다.
  1. Inspire에서의 마우스를 사용해서 객체를 선택, 모델링 뷰를 팬, 확대/축소 및 회전하기 위해 사용 할 수 있습니다. 아래 표를 참조해 보시기 바랍니다.

스크린샷 2015-08-11 오후 12.28.53

또한 마우스 제어에 있어 일반적으로 사용되는 기타 CAD 응용 프로그램과 일치하도록 사용자 정의 할 수 있습니다. 지원되는 제어 방식은 다음과 같습니다.

  1. 본격적으로 간단한 모델을 스케치 하고 최적화를 해보도록 하겠습니다.

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아래 그림과 같이 툴바의 Rectangle by Corners 아이콘을 Click합니다. 그러면 아래 오른 그림과 같이 스케치 평면이 나타납니다. 이 때 가로 30cm, 세로 10cm 크기의 직사각형을 생성합니다.

    1. Push/Pull icon12아이콘을 이용하여 기능을 활성화 하여 10cm의 두께를 가질 수 있도록 아래 그림과 같이 정의 합니다.

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  1. Rectangle by 3 Ptsicon8를 클릭 합니다. 다음의 그림과 같이 스케치 평면을 정해주기 위해 사각형 면을 선택합니다. 모델링 창 왼쪽 하단icon10에 있는 아이콘을 클릭하여 다음과 같이 뷰를 조정 합니다.6

아래의 그림에 보이는 순대로 선택하여 주십시오. 이 때 스케치할 사각형의 사이즈는 가로 8cm 세로 6cm입니다.

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  1. Push/Pull icon12아이콘을 이용하여 기능을 활성화 하여 사용하여 앞서 스케치한 사각형의 면을 선택한 후 Solid의 길이 방향으로 마우스를 Drag 합니다.8
  2. 툴바에서 Lines 아이콘icon9을 클릭 합니다. 아래 그림과 같이 큰 격자 5칸의 위치에 끝점을 선택하면 길이가180으로 나타나는 것을 확인할 수 있습니다. 반대편에도 동일한 라인을 생성시켜 줍니다.9
  3. 6번 스텝과 같이 Push/Pull 기능을 활용하여 Solid 끝 단의 삼각형 면을 마우스 왼쪽 버튼을 선택 후 마우스로 드래그 합니다.10
  4. 다음은 다리의 상판을 만드는 과정입니다. 툴바에서 Rectangle by Corners icon8아이콘을 클릭 합니다. Sketch on a New Part icon7아이콘 을 클릭 합니다. Model Browser에 새로운 part가 생성되고, 이제부터 그려지는 것은 새로운 part에 속하게 됩니다.11

아래의 그림처럼 가로 30cm, 세로 10cm의 사각형 라인을 Solid 아랫면에 생성합니다.

  1. Push/Pull 기능을 활용하여 1cm의 두께로 pull 합니다.14모델에 대한 성능 평가를 위하여 support를 적용합니다. Loads support icon6도구를 선택합니다. 모서리를 마우스 왼쪽 버튼으로 클릭해서 support를 적용합니다. support는 원뿔 형태로 표시됩니다. Support 원뿔을 두 번 클릭하면 3개의 투명 축이 표시 되며 해당 축을 클릭하면 녹색으로 변하게 됩니다.

※ 녹색은 활성화를 의미하며, 해당 축으로는 support가 적용 되지 않는다.

아래 그림과 같이 네 꼭지점에 support를 적용 합니다.

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  1. 최적화할 파트를 지정하기 위하여 디자인 영역(Design space)을 정해 해야 합니다. 아래 파트를 선택하고 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하면 컨텍스트 메뉴가 나타납니다. 메뉴 중 디자인 영역(Design space)을 클릭하면 해당 파트가 최적화가 적용될 파트로 지정이 됩니다.12
  2. 다리의 상판에 하중을 적용하기 위하여 11번 스텝과 같이 Load icon4아이콘 중 압력(Pressure)를 선택합니다. 압력(Pressure)에 대한 마이크로 대화 상자가 나타나서 압력(Pressure)의 방향이나 크기를 변경할 수 있도록 합니다. 텍스트 필드에10 Ba를 입력하고 Enter 키를 누릅니다.15
  1. 최적화 결과에 대하여 효율적인 형상을 얻기 위해 대칭 및 제조 조건을 활용할 수 있습니다. 형상 제어(Shape control) icon5아이콘 중 대칭 도구를 선택합니다. 그 중 평면에 대칭적인 2차 icon2아이콘을 클릭합니다. 아래 그림과 같이 디자인 영역( Design space)를 선택하고 두 개의 면에 대한 대칭 조건을 선택 합니다.

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  1. 일반적으로 최적화를 수행 하기 위해서는 목적함수, 수치적인 목표를 입력해 줘야 합니다.

※ 목적함수: 성능적인 것에 대하여 최대화 또는 최소화를 하고자 하는 것.

수치적인 목표: 성능적인 것 중 구체적인 수치적 목표

최적화 실행 icon1아이콘을 클릭하면, 새로운 창이 나타납니다. 아래 그림과 같이 목적함수는 Maximize stiffness(강성 최대화), 수치적인 목표는 Mass(질량) 이며 10%를 사용하여 형상이 생성되도록 합니다.

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창의 하단에 있는 실행 버튼을 클릭해서 최적화를 실행합니다. 최적화 실행 상태 창이 나타나서 실행에 대한 진행 상태를 표시합니다.

  1. 실행이 완료 되면 진행 표시줄이 녹색 원으로 표시가 되며, 클릭하여 최적화 형상에 대하여 나타납니다.

19덧붙여 형상 탐색기 목록이 활성화되며 현재 형상에 대한 성능 평가(Analyze) 및 지오메트리를 부드럽게 표현(Fit)할 수 있는 기능을 활용 할 수 있습니다.

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