경량모델 기반 용접변형 해석을 위한 요소망 생성 방법

Abstract

선박 및 플랜트 건조 과정에서 경량모델은 설계, 물류 및 생산을 비롯하여 모든 공정에서 널리 활용되고 있다. 경량모델은 3차원 형상을 가시화하는 용도로 이용되며, 주로 삼각형 요소로 구성되어 있다. 따라서 가시화 성능을 높이기 위해 삼각형 개수를 줄이고, 파일크기를 줄이는 것이 경량모델 관점에서 중요하다. 선박 및 플랜트 건조 과정에서 용접 공정은 시간과 비용이 많이 소요되는 공정이다. 또한, 용접은 수축 및 굽힘 변형을 유발하여 많은 치수품질 문제를 일으킨다. 용접변형으로 인한 치수품질 문제를 방지하기 위해서 유한요소해석법이 주로 사용되고 있다. 본 연구에서는 경량모델 기반으로 용접변형 해석이 가능한 요소망 생성법을 제안한다. 경량모델은 가시화 용도여서 형상에 대한 위상정보를 포함하고 있지 않다. 삼각형 요소로부터 윤곽선을 추출한 후에 이 윤곽선이 다른 면과 인접해 있으면 용접선이 될 수 있다. 용접선을 내부 루프로 포함하는 트림 곡면을 구성한 후에 영역분할법을 이용해서 사각형 요소를 생성한다. 몇 가지 적용 사례를 통해 제안된 알고리즘을 검증했다.