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FEA(유한 요소 해석)

FEA(유한 요소 해석)는 구조나 성능 관련 잠재적(또는 기존) 문제를 찾고 해석하기 위해 가상 환경에서 제품 및 시스템을 모델링하는 작업입니다. FEA는 엔지니어 및 과학자가 복잡한 구조, 유체 및 다중 물리학 문제를 수학적으로 모델링하고 수치로 해석하는 데 사용하는 실용적인 FEM(유한 요소 방법) 응용분야입니다. FEA 소프트웨어는 광범위한 산업에서 활용할 수 있지만, 항공, 생체역학 및 자동차 산업에서 가장 많이 사용됩니다.

FE(유한 요소) 모델에는 설계의 형태를 구현하는 "노드"라고 불리는 점들의 시스템으로 구성되어 있습니다. 이러한 노드들에 연결된 것은 유한 요소 자체이며, 유한 요소 메시를 형성하고 모델의 재료 및 구조 속성을 포함함으로써, 특정 조건에 반응하는 방법을 정의합니다. 유한 요소 메시의 밀도는 특정 영역의 예견된 응력 수준의 변화에 따라 재료 전체에 걸쳐 달라질 수 있습니다. 주로 응력의 높은 변화가 발생하는 영역에는 응력 변화가 적거나 없는 영역보다 더 높은 메시 밀도가 필요합니다. 관심 포인트에는 이전에 테스트한 재료의 파괴 점, 필렛, 코너, 복잡한 상세정보 및 높은 응력 영역이 포함될 수 있습니다.

유한 요소 모델 생성

솔리드 엘리먼트 대신 빔과 쉘을 사용하여 정확도를 저하하지 않고 더 적은 노드를 사용하여 대표 모델을 생성할 수 있습니다. 각 모델링 체계에는 단면적, 판 두께, 관성 모멘트, 굽힘 강도, 비틀림 상수, 가로 방향 전단 같은 광범위한 특성을 정의해야 합니다.

실제 작업 환경 시뮬레이션

FEA에서 실제 작업 환경의 효과를 시뮬레이션하려는 경우 노드(힘, 모멘트, 변위, 속도, 가속도, 온도 및 열 플럭스), 요소(분포 하중, 압력, 온도 및 열 플럭스), 가속도 바디 하중(중력) 등의 다양한 하중 유형을 FE 모델에 적용할 수 있습니다.

FE 해석의 유형에는 선형 통계, 비선형 통계 및 동역학, 정상 모드, 동적 응답, 좌굴 및 열 전달이 포함됩니다. 일반적인 결과는 노드 변위, 속도 및 가속도, 요소 힘, 변형률, 응력을 비롯한 솔버에 의해 계산됩니다.

FEA의 장점

FEA는 새 제품 설계에 사용하거나 기존 제품을 개선하거나, 제조 전에 명세에 설계를 수행할 수 있는지 확인하는 데 사용할 수 있습니다. FEA를 사용하면,
  • 제품 성능과 신뢰성 예측 및 개선

  • 실제 시제품 제작 및 테스트 감소

  • 다른 설계 및 재료 평가

  • 설계 최적화 및 재료 사용 감소