레몬백작의 하루

1. 왜 해석 습관이 중요한가요?FEA는 단순히 버튼 몇 개 누른다고 결과가 나오는 툴이 아닙니다.작은 설정 하나, 잘못된 하중 방향 하나가 전체 결과를 왜곡시킬 수 있죠.그래서 FEA는 '기술'이 아니라 '태도와 습관의 기술'입니다. 2. 초심자들이 자주 겪는 문제결과는 나오는데 믿을 수 없음해석 시간 오래 걸리는데 이유를 모름이상 응력 or 수렴 실패어디가 잘못된 건지 감도 안 잡힘실무자에게 리뷰 요청하면 "이건 아니지..." 라는 피드백이 모든 문제는 처음부터 좋은 습관을 들이면 줄일 수 있습니다. 3. 실무자들이 공통적으로 추천하는 습관 10가지3-1. 해석 목적을 명확히 하기응력 확인인지, 변형 확인인지, 수명 예측인지목적에 따라 모델링·하중·결과 분석이 달라짐효과: 불필요한 작업..

1. 해석으로는 충분하지 않을 때가 있습니다FEA는 매우 강력한 예측 도구입니다.하지만 다음과 같은 한계를 가지고 있습니다:재료의 복잡한 특성은 완전히 반영하기 어려움조립·제조 편차 같은 실제 조건을 재현하기 어려움반복 하중, 마찰, 진동 등에서는 예측 정확도 저하그래서 어떤 경우에는 반드시 실험이 병행되어야 합니다. 2. FEA가 커버하지 못하는 대표 상황재료 비선형성: 고무, 복합재료는 실험 데이터 없으면 예측 불가접촉/마찰 조건: 마찰계수, 슬립 등은 실측 없으면 추정치 사용손상/파단 모델링: 금속의 피로, 미세 균열은 해석만으론 어려움제조 오차/틈새: 조립 공차, 유격 등은 실험 외엔 반영 불가동적 충격 반응: 낙하, 충돌 등은 실험 통해 실제 반응 확인 필요 3. 실험이 꼭 필요한..

1. 수렴 실패란 무엇인가요?FEA 해석은 반복 계산(Iteration)을 통해 해를 구합니다.이 과정에서 조건이 불안정하면 반복 계산이 ‘끝나지 않거나 멈춰버립니다’. 이를 수렴 실패(Non-convergence)라고 합니다.해석 단계 설명 선형 해석(단, 잘못된 해석은 가능)반복 없이 계산 → 수렴 실패 없음비선형 해석→여기서 수렴 실패 자주 발생접촉, 변형, 재료 비선형 포함 → 반복 필요 2. 이상 응력은 왜 생기나요?FEA 결과에 비현실적으로 큰 응력(예: 100GPa)이 나오는 경우가 있습니다.이유는 대부분 모델, 경계조건, 메쉬에 있습니다.뾰족한 모서리 → 이론적으로 무한 응력접촉 경계가 불완전 → 접촉면에서 응력 폭발요소 품질이 나쁨 → 계산 불안정 3. 자주 발생하는 원인 ..

1. 해석 결과와 실험 결과, 왜 다를까요?FEA는 수학적 모델입니다.실험은 현실의 결과입니다.당연히, 두 결과는 ‘완전히 일치하지 않습니다.’그러나 얼마나 '가깝게' 만들 수 있느냐가 해석 품질의 핵심입니다. 2. 가장 흔한 오차 원인 5가지경계 조건 오류 - 고정면, 하중 방향이 실제와 다름재료 물성 부정확 - 탄성계수, 항복강도, 밀도 등의 불일치접촉 조건 단순화 - 마찰, 슬립, 유격 등 실제와 불일치요소 설정 부적절 - 쉘/솔리드 오용, 너무 거친 메쉬수치적 한계 - 솔버 정밀도, 수렴 기준 오류보통 해석 오차는 5~20% 정도 발생 가능하며, 이 범위를 넘기면 반드시 원인을 찾아야 합니다. 3. 오차 원인을 줄이는 실무 방법3-1. 경계 조건 보정실험기기에서 어디를 어떻게 고정했..

1. 요소(Element)란 무엇인가요?FEA(유한요소해석)의 핵심은연속된 구조물을 아주 작은 블록들(요소)로 나눠서 계산하는 것입니다.각 요소는 개별적인 물리 법칙을 따르며,전체 구조는 이 요소들의 상호작용으로 구성됩니다.결국 해석 품질은 '요소의 종류'와 '분할 방식'에 달려 있습니다. 2. 왜 요소 종류가 해석 품질에 영향을 줄까요?형태 정확도: 곡면이나 경계 면에서 오차 발생 가능성변형 추정 정밀도: 각 요소가 내부에서 응력/변위 분포를 얼마나 잘 추정하는지수렴성: 요소가 잘못 배치되면 해석이 수렴하지 않음계산 속도: 고차 요소 or 테트라 → 느려질 수 있음 3. 3D 요소의 종류: 헥사 vs 테트라3-1. 헥사(Hexahedron, 육면체)정육면체 또는 직육면체 형태Structu..

1. 재료 물성치란 무엇인가요?FEA에서 말하는 ‘재료 물성치’는해석을 위한 입력값입니다. 즉, 구조물이 어떤 하중을 받았을 때얼마나 버티고, 얼마나 변형되고, 언제 망가질지를 계산하기 위한 기준이 됩니다. 2. 왜 그렇게 중요할까요?모든 해석의 기본 공식은 다음과 같습니다:σ = E · ε이때 'E'(탄성계수)가 정확하지 않다면?계산된 응력도, 변위도 전부 잘못됩니다.즉, 물성치가 잘못되면 해석 결과 전체가 무의미해집니다. 3. FEA에서 필수적인 재료 물성 5가지Young's Modulus(탄성계수, E): 얼마나 단단한가Poisson's Ratio(ν): 가로방향 수축 정도Density(밀도): 질량 계산에 사용Yield Strength(항복강도): 항복 전까지 버티는 응력Ultima..

1. 파손 해석이란 무엇인가요?파손 해석(Failure Analysis)은부품이나 구조물이 실제로 망가지기 전에 해석으로 미리 예측하는 것을 의미합니다.재료가 '버틸 수 있는 범위'를 넘는지반복 하중에 의해 피로가 생기는지응력 집중으로 특정 부위만 망가지는지단순히 응력만 보는 게 아니라, 재료의 특성과 사용 환경까지 고려해야 합니다. 2. FEA로 파손을 예측할 수 있을까요?완벽한 예측은 어렵습니다. 하지만 다음 요소를 잘 조합하면 충분히 신뢰성 있는 예측이 가능합니다.요소역할정적 해석 최대 응력 vs 항복 응력 비교피로 해석반복 하중 → 수명 예측충격 해석낙하, 충돌 상황에서 파손 여부 판단열-기계 연성 해석열로 인한 응력 집중 확인 3. 파손 해석의 3가지 핵심 기준3-1. 응력 기준(..

1. 왜 FEA는 이렇게 느릴까요?해석이 느린 이유는 단순히 컴퓨터 성능 때문만은 아닙니다.FEA는 다음 3가지 단계 모두에서 무거운 계산을 수행합니다:모델링 → 수십만 개의 요소행렬 조합 → 수천만 개의 방정식반복 수렴 → 비선형이면 수십 번 반복따라서 정확도도 중요하지만, 속도도 실무에선 중요한 품질 지표입니다. 2. 속도를 결정짓는 3요소요소 영향설명메쉬 수매우 큼요소가 많을수록 행렬 커짐접촉 조건큼Contact 해석은 반복 계산 많음비선형성큼반복 수렴이 필요함(시간 증가) 3. 해석 속도 높이는 7가지 전략3-1. 메쉬 전략적으로 사용하기응력 집중 부위만 조밀하게단순한 부위는 거칠게Sweep, MultiZone 등 구조적 메쉬 활용 3-2. 대칭 모델 활용하기완전 대칭이면 1/2,..

1. 접촉(Contact)이란 무엇인가요?FEA에서 접촉은 둘 이상의 부품이 서로 닿거나 떨어질 수 있는 상태를 해석할 때 사용하는 기능입니다.단순한 고정(Fixed)과 달리, 접촉은 상대 운동과 반응력을 모두 고려합니다.충격, 조립, 낙하 해석 등 현실의 대부분 상황에서 접촉은 필수입니다. 2. 왜 접촉 해석이 어렵나요?비선형 문제: 접촉 상태는 해석 중 계속 바뀜경계 조건 복잡: 붙었다가 떨어질 수 있음수렴 문제: 접촉 상태 찾는 과정에서 해석 실패 자주 발생설정 많음: 접촉 타입, 마찰계수 등 고려 요소 많음 3. 접촉 종류 완전 정리접촉 타입의미사용 예Bonded완전히 붙어서 분리 안 됨볼트, 접착Frictionless서로 미끄러질 수 있으나 뚫고 지나가진 않음바닥 지지면Rough미..

1. 선형 해석이란 무엇인가요?선형 해석(linear analysis)은“하중이 두 배면, 변형도 두 배”라는 단순한 가정 위에서 이루어집니다. 수학적으로는 다음 조건을 만족할 때 선형 해석이 가능합니다:하중 vs 변위 관계가 선형재료 응력 vs 변형률 관계가 선형 (Hooke's Law)경계 조건이나 접촉 상태가 변하지 않음대부분의 기본 해석은 이 선형 모델로 시작합니다. 2. 비선형 해석은 언제 필요한가요?현실 구조물에서는 다음과 같은 상황이 비선형성을 요구합니다:고무, 실리콘 같은 탄성 재료 → 응력-변형률 관계가 비선형금속의 항복 이후 해석 → 소성 변형 영역 포함큰 변형이 발생 → 기하학적 비선형성 발생부품끼리 부딪히거나 접촉함 → 접촉 비선형성 필요모든 상황에서 선형 해석이 통하지는 않..