이전 포스팅에서 우주•항공 분야에서의 Sherlock과 LS-DYNA의 기능에 관해 설명드렸습니다.
이 두 도구는 우주•항공뿐만 아니라 국방 분야에서도 효율적인 신뢰성 분석이 가능합니다.
그래서, 오늘은 우주•항공•국방 분야에서 Sherlock과 LS-DYNA가 서로 연계(Interface) 하여 어떻게 PCB 분석을 수행하는지에 대해 알려드리겠습니다.
1. LS-DYNA 항공•우주 관련 해석 분야
LS-DYNA의 항공•우주 분야에서 아래와 같이 일어날 수 있는 일들에 대한 해석이 가능합니다.
그림1. LS-DYNA 항공•우주 관련 해석 분야
- Bird strike (버드 스트라이크)
- Aircraft seating systems (항공기 좌석 시스템)
- Rotor Dynamics (로터 역학)
- Hail Impact (우박 영향)
- Blade containment (블레이드 봉쇄)
2. LS-DYNA 항공•우주 관련 해석 내용
그림2. 항공기 충돌 시뮬레이션
- 항공기 및 헬리콥터의 수상 및 육상 불시착 시뮬레이션
- FAA 표준에 대한 규정 및 인증
- MPP-LS-DYNA technology를 활용하여 최적화 해석 등 반복 시뮬레이션 수행
- 항공기 조종석의 Hailstone impact 해석
- Blade containment analysis
- Jet engine의 고회전 시뮬레이션으로 구조 및 피로 평가
3. LS-DYNA 국방 관련 해석 분야
LS-DYNA의 국방 분야에서 아래와 같이 제품들에 대한 해석이 가능합니다.
그림3. LS-DYNA 국방 관련 해석 분야
- Blast simulations (폭발 시뮬레이션)
- Penetration problems (관통 문제)
- Weapons Design (무기 디자인)
- Homeland security (국토 안보부)
- Parachute deployment (낙하산 배치)
4. LS-DYNA 국방 관련 해석 내용
그림4. [ Mine Blast SPH analysis ], 광산 폭발 SPH 분석
- LS-DYNA에서 폭발 및 관통 관련 해석을 위한 재료모델 및 상태방정식(EOS) 설정
- ALE 및 S-ALE method는 지뢰 폭발 등 대변형 문제에 적합
- SPH 및 DEM method를 이용하여 다양한 폭발현상 구현
- MPP LS-DYNA solver로 많은 수의 core를 활용하여 대용량 폭발 문제 해결 (수중폭발 등)
- Multiple physics solver를 이용하여 다양한 물리 현상에 따른 구조 검토
5. Sherlock 항공•국방 관련 해석 내용
항공•국방 분야에서의 신뢰성 분석은
- 다축 랜덤 진동에 의한 PCB의 기계적 거동 분석(응력, 변위 등)
- 순각적인 충격 하중 조건에서의 전장품 신뢰성 분석
관련해서 해석을 할 수 있습니다.
6. LS-DYNA와 Sherlock의 상호 작용(interface)
LS-DYNA는 Sherlock과 총 3단계에 걸쳐 상호 작용을 진행합니다.
그림5. Ansys Sherlock, LS-DYNA Interface 3과정 3단계
그림6. Ansys Sherlock, LS-DYNA Interface 과정
1) Ansys Sherlock에서 Import된 ODB++ 파일을 바탕으로 3D Model을 생성합니다.
2) 3D Model을 Ansys Mechanical로 Transfer하고 접촉 조건 및 Meshing을 설정합니다.
3) 낙하 조건을 설정 후 해석을 진행합니다.
낙하 조건으로 낙하해석을 설정할 때도 3가지 조건으로 설정한 후 진행해 보겠습니다.
그림7. 좌) 단단한 벽 중)낙하 높이 우)표준 지구 중력
위와 같은 조건으로 진행했을 때,
그림8. 낙하해석 변위 결과
그림9. 낙하해석 응력 결과
아래와 같은 낙하해석 변위 결과와 낙하해석 응력 결과를 도출해낼 수 있습니다.
오늘 설명드린 Sherlock과 LS-DYNA 도구는 모두 Ansys Workbench 환경에서 다른 Ansys 툴과 연동이 가능하고 신뢰성 시뮬레이션을 간소화, 가속화 및 확장시켜 줍니다.
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