조선 CAD와 CAE 시스템 인터페이스 · 성능해석 S/W) NAPA Steel (초기 ... 2D 섹션 모델 3D 구조해석 모델 자체 유한요소모델 생성기능 양방향 ...

조선 CAD와 CAE 시스템 인터페이스

한국선급

2015 플랜트 조선 컨퍼런스

IT융합연구팀 이정렬

CAD Interface Overview

CAD 2D Section Interface

CAD 3D Model Interface

- IGES - TTM ISD - AVEVA Marine

FE Modeling using CAD Model

2D Section을 이용한 종부재 모델링

- Automatic Modeling - Semi-Automatic Modeling

선형 3D 모델

NAPA

(기본계산 성능해석 S/W)

NAPA Steel (초기구조설계 S/W)

초기 구조 3D 모델 생산설계 3D 모델

AVEVA Marine

인터페이스 개발중

초기 구조설계를 지원하며 초기 기본설계와 원활하게 연계되는 외국산 소프트웨어

(NAPA Steel)의 대두, 국내외 관련 시장을 빠른 속도로 잠식하려는 움직임

Class NK: NAPA 그룹 (Finland) 인수 (2014.3)

선급 성능해석 시스템

2D 섹션 모델 3D 구조해석 모델

자체 유한요소모델 생성기능

양방향 인터페이스

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FEM S/W

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상세설계

생산설계

초기 기본설계

일관된 3D CAD 모델링 사용 생산설계 3D 모델

AVEVA Marine

인터페이스

SeaTrust-HullScan (KR 성능해석 시스템)

2D 섹션 모델 3D 구조해석 모델

양방향 Interface

Interface

자동 도면생성

Rule Scantling

DSA

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TTM ISD

초기 구조설계 3D 모델

Rule Scantling 및 구조해석

섹션 2D 데이터 생성

SeaTrust-HullScan

(Export) 선체횡단면

(Import) 두께, 보강재 사이즈 변경

3D 모델 자동 수정

2D 도면 자동생성

NAPA 선형3D모델

(IGES)

Ez-Hull 선형3D모델

(IGES)

TTM ISD

3D Geometry 모델 생성

SeaTrust-HullScan (Export)

초기 구조설계 3D 모델 완성

FE 모델링

생산설계 3D 모델

TTM / AVEVA Marine

인터페이스

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TTM ISD

1. TTM ISD: NAPA로부터 선형(IGES)을 입력받아, 초기 구조 3D 모델 정의 (구획, Side Shell/Shell Longi. 정의, 블록 분할)

3D Hull Model

Elev. View

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TTM ISD

2. TTM ISD 2D Export: SeaTrust-HullScan 조선 CAD 호환포맷 (SSI*)으로 생성 (*SSI: SeaTrust-HullScan & ShipCAD Interoperable model)

Frame 위치 확인

생성할 Section의 X값 입력 (다중생성 가능)

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3. SeaTrust-HullScan 2D Import: SSI 파일 Import후 “SectionCreation” 모드에서 확인

SeaTrust-HullScan

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SeaTrust-HullScan

Plate Thickness 정보 확인

Stiffener Type, Size 정보 확인

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SeaTrust-HullScan

두께 변경 (11 t 25 t)

Stiff. Size 변경 (150x90X9.0(UA) 300X180X18.0(UA))

변경부재 선택(우클릭)후 수정

Stiff. Type 변경 (300x18.0(FB) 400X14.0+180X9.0(T))

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SeaTrust-HullScan

FR50 Plate 두께 변경 (11 t 25 t)

4. 변경부재 선택(우클릭)후 수정

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SeaTrust-HullScan

FR50 Stiff. Size 변경 (150x90X9.0(UA) 300X180X18.0(UA))

4. 변경부재 선택(우클릭)후 수정

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SeaTrust-HullScan

FR48+300 Stiff. Type 변경 (300x18.0(FB) 400X14.0+180X9.0(T)) 4. 변경부재 선택(우클릭)후 수정

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5. SeaTrust-HullScan 2D Export: SSI 파일로 Export

SeaTrust-HullScan

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6. TTM ISD 2D Import: SSI 파일로 Import 7. 2D Section View에서 Section 정보 및 변경된 부재 정보 확인

TTM ISD

Sect. View

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8. 변경된 부재 선택시 2D 모델상에 하이라이트로 표시

TTM ISD

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8. 변경된 부재 선택시 2D 모델상에 하이라이트로 표시

TTM ISD

21/31 9. “Model Change”시 변경부재속성 3D 모델 자동 반영

TTM ISD

변경 후 3D Model

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10. TTM ISD의 변경된 3D 모델에서 새로운 Section (FR53) Export HullScan Import 변경된 부재 정보 자동 반영

SeaTrust-HullScan

ISO View

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TTM ISD

1. TTM ISD 3D Export: 3D Geometric Model Format(THS)으로 생성

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3. SeaTrust-HullScan 3D Import: THS 파일 Import후 “DSA” 모드에서 “CAD Import”-”TTM” 선택

SeaTrust-HullScan

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4. Geometric Model (Curve, Surface)와 속성을 가진 1D Element 생성(Beam) Surface는 Auto-Mesh로 2D Element 생성 가능

SeaTrust-HullScan

Shaded Model Shaded Model With 3D Stiff.

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IGES file Import (Geometric Model: point, curve, surface)

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IGES file Import (Geometric Model: curve) Surface Modeling

DSA Modeling - Surface

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Shaded Model Wireframe Model

FORAN 3D CAD Model IGES 변환후 Import

Wireframe model Shaded model 32/31

• Input: XML기반의 TXHSTL (Tribon XML Hull Steel)

TXHSTL File

Wireframe model

Shaded model 33/31

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1) Plate: Surface, Stiff.: Beam으로 생성

(HullScan 미정의 타입: 속성이 없는 Beam으로 생성)

2) Grouping: Block별, Panel별 Group생성

3) Plate Thickness로 인한 Gap 자동 수정 기능

4) Plate/Plate 자동 분할 기능

5) Plate내의 Stiff.로 자동 분할 기능

SeaTrust-HullScan에 없는 Stiffener Type은 Beam만 생성

속성이 없는 Beam 모델

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AVEVA Marine Model의 Block별, Panel별 Group생성 (Plate: Surface, Stiff.: Beam)

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Block

38/31 AVEVA Marine Model의 Block별, Panel별 Group생성 (Plate: Surface, Stiff.: Beam)

Panel 다중 선택 Panel 단일 선택

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AVEVA Marine Model: Plate 두께만큼 떨어져 생성된 Surface의 Gap을 수정

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Surface 다중 선택후 일괄 적용 : “Semi-Auto Modeling”-”Fix Gap Between Surfaces from CAD Model”

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FE모델에 불필요한 작은 Surface 삭제후, 분할할 Surface 다중 선택 “Semi-Auto Modeling”-”Split Surfaces from CAD Model”

불필요한 Surface 삭제한 모델

분할된 Surface 예시

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분할된 Surface중 2 Panel 선택 Deck Panel의 분할된 Surface 선택 (1개가 13개로 분할된 결과 확인)

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Deck Panel의 Stiff. 선택

1. 분할할 Surface 다중 선택 2. 분할할 Stiff. 다중 선택 “Semi-Auto Modeling”-”Split Surface With Curves”

5개의 Stiff.로 분할된 Surfaces (13개가 78개로 분할된 결과 확인)

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분할된 Surface 다중 선택후 “Semi-Auto Modeling”-”Auto-Mesh Generation with Surface”

2D Elem 생성 Shaded, Shrink Mesh

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상위 Group(Block)에서 생성된 Mesh확인 후, 같은 과정 반복

INPUT

AUTO MODELING

연속된 두 개 이상의 Section FE 모델 자동 생성 47/31

INPUT

OUTPUT

AUTO MODELING

형상이 다른 두 Section 사용자가 대응 Curve를 선택 FE 모델 자동 생성 48/31

대응 2 Curve: 판 요소 생성 대응 2 Point: 보 요소 생성 1 Curve와 1 Point: 판요소 (3 or 4각형) 생성

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전체 섹션을 모두 선택후 “Apply”하면 FE 모델 생성

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1. 인접한 두 섹션 선택 - “Overwrite” 2. “Apply”후 생성된 모델링 결과 검토 * Mesh size: 전체 Section 모델의 평균 EPP 길이를 사용

Wireframe Model

Shaded Model 51/31

3. 모델링된 섹션과 인접한 다음 두 섹션 선택 - ”Append” 4. “Apply”후 생성된 모델링 결과 검토 5. Semi-Automatic Modeling 기능 사용

Wireframe Model

Shaded Model 52/31

6. 대응되는 두 곡선을 선택 “Auto-Mesh Generation with 2 Curves” 53/31

7. 다중 생성 가능 (단, 대응 Curve 개수가 같아야 함) 54/31

8. Curve 수가 다를 때 여러 곡선을 하나의 곡선으로 병합(Merge)후 적용 또는 1 Curve와 1 Point로 적용

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9. 두 Stiffener point 선택 “Auto-Beam Generation with 2 Points”

3D Beam 형상

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10. 다중 생성 가능

3D Beam 형상

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11. 모델링 완료후, 인접한 다음 섹션 선택 “Auto-Modeling” 수행 12. 3~10번 과정 반복

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Thank you for your attention!