안녕하세요. CAD & CAE 전문가 그룹 프리즘입니다.양궁은 활을 당기는 과정에서 림이 크게 휘어지고 각 부위에 하중이 전달됩니다. 그렇다면 실제 제품을 제작하기 전에 어디에 응력이 집중되고 얼마나 변형되는지 확인할 수 있을까요? SOLIDWORKS Simulation(솔리드웍스 시뮬레이션)을 활용하면 3D CAD 모델을 기반으로 구조해석을 수행해 응력과 변위를 확인할 수 있습니다. 1. 구조해석을 위한 모델 단순화복잡한 3D 모델을 그대로 해석하면 메시 요소가 증가하고 계산 시간이 길어질 수 있습니다.따라서 구조 강성에 미치는 영향이 작은 미세 형상이나 구멍은 해석 목적에 따라 단순화합니다. 이후 각 파트에 실제 제품과 유사한 재질(Material)을 적용하고, 부품 간 접촉 및 구속 조건과 하중 조건을 설정합니다.이 과정에서 실제 제품이 어떻게 고정되고 힘을 받는지를 최대한 적절하게 표현하는 것이 중요합니다. 2. 메시(Mesh) 생성해석 조건을 설정했다면 메시(Mesh)를 생성합니다.양궁처럼 곡면과 굴곡이 많은 형상은 곡률 기반 메시(Curvature-based Mesh) 등을 활용해 곡률 변화가 큰 부분을 세밀하게 표현할 수 있습니다.특히 홀 주변이나 하중이 전달되는 부분, 응력 집중이 예상되는 영역은 메시를 세분화하여 결과를 확인하는 것이 좋습니다. 메시파라미터를 이용한 메시방법▶ 3. 응력(Stress) 분석해석 후에는 응력 플롯(Stress Plot)을 통해 어느 부분에 높은 응력이 발생하는지 확인합니다.연성 재료의 항복 여부를 검토할 때는 von Mises 응력이 흔히 활용되며, 응력이 집중되는 위치를 파악해 형상이나 재질, 두께 등의 설계 변경 필요성을 검토할 수 있습니다.단, 최대 응력값만 보기보다는 응력이 발생한 위치와 주변의 분포를 함께 확인하는 것이 중요합니다. 4. 변위(Displacement) 분석변위 플롯(Displacement Plot)에서는 활을 당겼을 때 구조물이 어느 방향으로 얼마나 변형되는지 확인할 수 있습니다.응력이 파손 위험을 검토하는 데 활용된다면, 변위는 제품의 전체적인 강성과 변형 거동을 파악하는 데 중요한 결과입니다.따라서 구조해석에서는 응력과 변위를 함께 확인하는 것이 좋습니다.실제 제작 전에 설계를 검토하세요 SOLIDWORKS Simulation을 활용하면3D 모델 준비 → 재질 및 조건 설정 → 메시 생성 → 구조해석 → 응력·변위 확인과정을 통해 실제 시제품을 제작하기 전에 제품의 구조적 거동을 검토할 수 있습니다. 양궁뿐 아니라 기계부품, 브라켓, 프레임, 산업장비 등 다양한 제품의 구조해석과 설계 검증에도 활용할 수 있습니다.제품을 만든 뒤 문제를 발견하는 것보다, 설계 단계에서 먼저 확인하고 개선하는 것. 이것이 SOLIDWORKS Simulation을 활용하는 중요한 이유입니다. 브라켓 구조해석 시뮬레이션으로 보는 실전 하중 분석▶
