@KUMOH.AC.KR 054-478-7323

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ANSYS로 잡는 고체역학 개념 (오리엔테이션)

금오공대

기계시스템공학과 오충석

@KUMOH.AC.KR

054-478-7323

I. 고체역학 왜 어려운가?

1) 기초 부족

 물리학(Physics)

 고전 역학(Classical Mechanics)

 정역학(Statics)

 자연 현상

 수학(Mathematics)

 미적분(Calculus)

 함수(Function)

 삼각함수(Trigonometry)

 선형대수(Linear Algebra)

 좌표(Coordinates) & 좌표 변환 수학

수학 고체 정역학정역학 물리학물리학

2) 개인별 능력 차이로 인한 수업 시간 이해도 차이

 나만 이해못하는 것같은 착각

 제 각기 다른 성장 배경

 개인별 능력 및 관심도 차이

 담당 교수와 학생 간의 궁합

 전입, 편입, 휴복학, 어학연수

 질문 공포증

 주위의 따가운 시선

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3) 수업 시간 집중력 부족

 동아리 활동

 저녁에 있을 미팅 준비

 카카오 친구들

 기타 수많은 핑계들

4) 늘 쫒기는 진도

 전 세계 기계공학과가 동일 진도

 개인별 능력 차이

 벅찬 강의계획서

 맹목적인 교수

 침묵하는 학생

 고체역학 1

 고체역학 2

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5) 눈에 보이지 않는 개념(Invisible Concepts)

 도로 위의 사람이 누구인지 알 수 있나요?

 수직 응력의 정의

 응력이 어떤 것인지

이해되나요?

 수학만 알면 이해될까요?

 수많은 가상 개념

https://wattsupwiththat.com

A F

A 

 



lim0



 마법의 해결 방안(Magic Solutions)

① 기초 부족

 정역학에서 정 떼기 [KOCW]

 기계공학에서의 엑셀(Excel) 활용 [KOCW]

② 개인별 능력 차이로 인한 수업 시간 이해도 차이

③ 수업 시간 집중력 부족

④ 늘 쫒기는 진도

⑤ 눈에 보이지 않는 개념(Invisible Concepts)

각종 동영상 강좌 활용 (예: http://www.kocw.net)

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II. Why ANSYS Workbench?

1) 보편성

 ANSYS(ANalysis SYStem)

 전 분야에서 광범위하게 사용되고 있음

 오랜 개발 기간: 초기 개발 (1963)  GUI (1994)

 편리한 사용자 인터페이스: Workbench

 여러 응용 프로그램 (Application)들을 실행 및 관리하는 통합 환경

 다양한 해석 프로그램 통합 관리 (Gateway)

 3D CAD 시스템과의 연계

 ANSYS Solver 들 간의 연성해석 (Coupled Analysis)

Wikimedia Commons

2) 풍부한 온라인 자료 (Completeness of On-line Documentations)

 http://www.ansys.com/

 http://www.ansys.com/ko-KR

 https://www.tsne.co.kr/

3) 무료 Academic 버전 18.2

 ANSYS AIM Student

 차세대 아카데믹용 시뮬레이션

 초보자 용

 ANSYS Student

 Workbench 기반

 Mechanical, CFD, Autodyn, DesignXplorer, SpaceClaim

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III. 고체역학 핵심 개념들

1) 고체역학 전체 내용

2) 본 동영상 강좌에서 다룰 핵심 개념들

 하중과 주요 물리량에 따른 개념 Matrix

 주요 물성 값

하중 변형(처짐) 변형률 반력 내력 응력

축 ^* ^** ^* ^* ^**

전단/비틀림 ^** ^*** ^** ^*** ^***

굽힘 *** ** *** *** ***

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IV. 강의 목표

1) 유한요소해석(finite element analysis; FEA) 과정을 이해한다.

2) FEA S/W 중의 하나인 ANSYS Workbench (이하 ANSYS WB)의 기본 사용법을 익힌다.

3) 고체역학 핵심 개념들을 가시화(visualization) 해봄으로써 고체역학의 핵심 개념들을 좀 더 깊게 이해할 수 있도록 한다.

4) 기본 개념과 기초적인 사용법을 발전시켜 이론적으로 해결하기 어려운 고등 고체역학 문제를 해결할 수 있도록 한다.

5) 고체역학 이론(theories)과 FEA 결과(simulation results)를 비교해 봄으로써 이론과 계산의 차이를 알 수 있도록 한다.

6) 모든 고체역학 문제를 ANSYS WB를 통해 풀 수 있도록 한다.

V. 강의 콘텐츠 및 강의 진행 방법

1) 강의 콘텐츠

 약 525분: (약 35분 이상/회)  (15 회)

 전체 콘텐츠  9 시간 ()

2) ANSYS WB 18.2

 Academic Version

3) 강의 진행 방법

① 기초 개념 및 정의 식 소개

② 간단한 고체역학 문제 제시

③ ANSYS WB를 이용한 문제 해석 및 고찰

④ 이론 값과 계산 값을 비교해 가며 고체역학 개념 공고히 다짐

⑤ 예제 따라 하기 (tutorial) 방식으로 진행

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VI. ANSYS Student 설치 방법

1) S/W 설치 최소 사양

 Windows 64 bit OS (7, 8, and 10)

 4 GB RAM

 25 GB hard drive space

 16~128 GB of RAM based on problem size

2) ANSYS Korea 회원 가입(Option)

 https://ansys.kr/Member/Join/Join.asp

 www.ansys.com/ko-KR/products/academic/ansys-student

3) 설치 절차

 다운받은 파일(ANSYSACADEMICSTUDENT_182_WINX64.zip) 압축 풀기

 관리자 권한으로 setup.exe 실행

 약관동의(clickwrap) 읽고 계속(continue)

 I Agree  >  >  설치 진행(추정 시간; 약 25분)

 “The installation completed successfully.”

 Exit

 꼭 필요하지는 않지만 “다시 시작”

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4) 제한 사항

 Structural physics: 32,000 nodes/elements

 Fluid physics: 512,000 cells/nodes

 Electromagnetics: N/A

5) 라이선스

 12개월 리스, 갱신가능

VII. 참고문헌

1) https://www.google.co.kr

 사진 및 그림(해당 페이지에 표시)

 필터링: “수정 후 비상업적 용도로 재사용 가능”

2) 3)

W. F. Riley, L. D. Sturges, D. H. Morris, Mechanics of Materials, 6^thEd. Wiley.

P. S. Steif, Mechanics of Materials, Pearson (2012).