[SOLIDWORKS 수해석] 솔리드웍스 모션 시뮬레이션을 활용한 엔진 크랭크 샤프트 토크 분석 가이드! 안녕하세요! 설계 및 해석 전문가 그룹 프리즘입니다. 자동차의 심장이라고 불리는 엔진! 엔진 내부에서는 피스톤의 직선 운동이 크랭크 샤프트를 통해 회전 운동(회전력)으로 변환되는데요. 오늘은 솔리드웍스 모션(SOLIDWORKS Motion) 기능을 활용하여, 엔진 연소 힘에 따라 크랭크 샤프트에 걸리는 정확한 토크(Torque) 변화를 해석하고 분석하는 방법을 소개해 드리겠습니다. 설계 데이터에 기반한 실전 해석 프로세스, 지금 바로 시작합니다! 1. 엔진 모션 해석의 핵심 요소본격적인 해석에 앞서, 엔진 메커니즘에서 가장 중요한 부품인 크랭크 샤프트(Crankshaft)의 역할을 이해해야 합니다. 크랭크 샤프트는 엔진 내부의 폭발(연소) 에너지를 받아 고속 회전력을 전달하는 핵심 부품입니다.솔리드웍스 모션을 이용하면 실제 가동 조건과 동일한 연소 압력 데이터를 반영하여 샤프트가 받는 정밀한 토크 값을 계산할 수 있습니다. 2. 솔리드웍스 엔진 토크 해석 프로세스영상 속 해석 과정을 단계별로 정리해 드립니다. 차근차근 따라 해보세요! ⚙️ Step 1. 기본 구동 조건 설정 (RPM 부여)먼저, 크랭크 샤프트가 일정하게 회전할 수 있도록 동적 조건을 부여합니다. 설정: 샤프트 축에 회전 모터(Rotary Motor)를 배치합니다. 조건: 본 해석에서는 1000 RPM의 일정한 회전 속도를 부여하였습니다. 🔥 Step 2. 연소 힘(하중) 및 데이터 입력실제 엔진 폭발 압력을 모사하기 위해 피스톤 상부에 힘을 가하는 단계입니다. 피스톤 상단 면을 선택하고 연소 힘(Force)을 입력합니다. 이때, 시간에 따른 불규칙하고 연속적인 폭발력을 정밀하게 반영하기 위해 외부 데이터 값(CSV 파일 형태)을 참조하여 입력합니다. 💡 여기서 잠깐! 보간법(Interpolation) 팁 엔진 연소 압력 그래프는 급격한 피크(Peak) 형태를 띱니다. 이를 부드럽고 정확하게 이어주기 위해, 솔리드웍스 내 보간 유형으로 Akima 자유곡선(Akima Spline)을 사용하면 실제 물리 현상에 가장 가까운 해석 플롯을 얻을 수 있습니다. 📊 Step 3. 스터디 세부 설정 및 해석 실행더 정확한 동적 거동 분석을 위해 해석 옵션을 정밀하게 조정합니다. 접촉 조건: 부품 간의 정확한 접촉(Contact) 조건을 적용합니다. 해석 정밀도: 고속 회전 및 폭발 메커니즘의 특성을 살리기 위해 초당 프레임 수를 1000 FPS로 높게 설정하여 스터디를 실행합니다. 3. 해석 결과 확인 및 데이터 활용 (CSV 내보내기)해석이 완료되면 솔리드웍스가 제공하는 강력한 포스트 프로세싱 기능을 통해 그래프로 결과를 확인할 수 있습니다. 결과 확인: 시간 경과에 따라 주기적으로 발생하는 크랭크 샤프트의 토크 플롯(Torque Plot)이 생성됩니다. 데이터 활용: 생성된 결과 그래프에서 마우스 우클릭을 통해 CSV 파일로 저장하면, 엑셀 등의 프로그램에서 데이터를 가공하거나 별도의 보고서 작성 시 유용하게 활용할 수 있습니다. 💡 마치며솔리드웍스 모션 시뮬레이션을 활용하면 복잡한 엔진 내부 메커니즘을 시각적으로 확인하는 것뿐만 아니라, 실제 부품이 견뎌야 하는 기계적 부하(토크)까지 정량적으로 분석할 수 있습니다. 이를 통해 프로토타입 제작 전에 설계 오류를 줄이고 최적의 설계를 완성할 수 있죠!설계 검증 및 CAE 해석에 대해 더 궁금한 점이 있으시거나 솔리드웍스 도입 상담이 필요하시다면 언제든 프리즘(PRISM21)으로 문의해 주세요. 솔리드웍스 모션 스터디란??▶
