KR101291257B1 - System and method for evaluating correlation of production with welding distortion - Google Patents

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Abstract

용접변형의 생산 영향도 평가 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 용접변형의 생산 영향도 평가 시스템은 형상 정의 모듈과, 기하정의 처리 모듈과, 요소망 생성 모듈과, 경계조건 매핑 모듈과, 경계조건 계산 모듈과, 용접변형 해석 모듈과, 후처리 모듈을 포함할 수 있다.
Disclosed are a production impact assessment system and method of welding deformation.
The production impact evaluation system of the weld deformation of the present invention is a shape definition module, geometric definition processing module, mesh generation module, boundary condition mapping module, boundary condition calculation module, weld deformation analysis module, post-processing module It may include.

Figure R1020120006202
Figure R1020120006202

Description

용접변형의 생산 영향도 평가 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR EVALUATING CORRELATION OF PRODUCTION WITH WELDING DISTORTION}Production impact assessment system and method of welding deformation {SYSTEM AND METHOD FOR EVALUATING CORRELATION OF PRODUCTION WITH WELDING DISTORTION}

본 발명은 용접변형에 대한 예측량을 해석하여 생산 작업에 얼마나 영향을 주는지 그리고 그 영향도가 품질적 비용 관점에서 어느 정도 심각한지를 판단할 수 있는 용접변형의 생산 영향도 평가 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a system and method for evaluating the production impact of weld deformation, which can analyze the predicted amount of weld deformation and determine how much it affects the production operation and how severe the impact is in terms of quality cost. .

일반적으로, 선박 생산의 조립 공정은 대부분 용접 작업으로 이루어질 수 있다.In general, the assembly process of ship production can consist mostly of welding operations.

용접 작업 중 발생되는 용접변형은 크게 면내 수축변형(shrinkage)과, 면외변형(bending or distortion)과 같은 소성 변형의 형태로 나타날 수 있다.Welding deformation generated during welding operation can be largely represented by plastic deformation such as in-plane shrinkage and bending or distortion.

이러한 소성 변형으로 인해 조립되는 단위패널, 용접 제품의 내부재, 블록 등과 같이 선박의 건조에 사용되는 각종 용접 제품을 안정적으로 제작할 수 있는 용접 작업 환경을 만들지 못할 경우에는, 두 개의 용접 제품 사이의 접합면에서 튀어나온 부분을 재절단하거나, 용접 제품 사이가 허용 간격보다 멀어져 발생되는 과다한 용접 갭(gap), 또는 서로간의 어긋난 단차(misalignment)를 없애기 위해 물리적 힘을 가해야만 한다.If such plastic deformation does not create a welding working environment that can stably manufacture various welding products used for ship construction, such as unit panels to be assembled, internal parts of welding products, blocks, etc., the joining between two welding products 접합 Physical force must be applied to re-cut the protruding part of the face or to eliminate excessive weld gaps or misalignments between the welded products, which are caused by distances between the welds.

이러한 추가적인 재작업 시간은 조립 과정의 소요 시간을 증가시킬 뿐만 아니라, 각종 자동 용접 로봇이나 첨단 생산 설비의 적용을 어렵게 하여 조선 산업의 생산 경쟁력을 약화시키는 결과를 가져올 수 있다.This additional rework time not only increases the time required for the assembly and assembly process, but also makes it difficult to apply various automatic welding robots or advanced production equipment, resulting in a weakening of the shipbuilding industry's production competitiveness.

또한, 불가피하게 발생하는 용접변형을 설계 단계에서 방지하기 위하여 변형에 취약한 부위에 두께를 증가시키거나 추가 보강재를 설계하는 사전 예방도 필요하다.In addition, in order to prevent inevitably occurring welding deformation in the design stage, it is also necessary to prevent the increase in the thickness of the site vulnerable to deformation or to design additional reinforcement.

이렇게 용접 관련 제품을 생산하고 관리하는 분야에서는 용접변형에 의한 생산 위험도(risk)가 존재한다.In the field of producing and managing welding-related products, there is a production risk due to welding deformation.

이런 용접변형에 의한 생산 위험도는 용접변형의 생산에 영향을 주기 때문에, 고품질의 용접 제품을 생산하는 생산자 입장에서는 용접변형의 생산 영향도를 정량적으로 또는 표준적으로 평가 및 관리할 수 있는 수단이 요구되고 있다.Since the production risk caused by welding deformation affects the production of welding deformation, a producer who produces high quality welding products requires a means for quantitatively or standardly evaluating and managing the production impact of welding deformation. It is becoming.

발명의 배경이 되는 종래 기술로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 선박 구조물 용접변형 해석을 위한 자동생성 시스템이 있다.As a background art of the invention, as shown in Figure 1, there is an automatic generation system for the welding deformation analysis of the ship structure.

종래 기술의 시스템(10)은 파일 생성기(11), 유한요소 모델 생성기(12), 용접변형 해석용 솔버(13) 및 보고서 작성기(14)를 포함한다.The prior art system 10 includes a file generator 11, a finite element model generator 12, a weld deformation analysis solver 13, and a report generator 14.

파일 생성기(11)는 용접변형 해석을 수행하기 위하여 설계부서에서 작업된 선체의 캐드(CAD) 정보를 다양한 어플리케이션에서 읽기 가능하게 중립 포맷 형태로 출력하는데, 용접변형에 필요한 용접선의 정보, 내부재의 형상 및 속성정보는 별도의 텍스트 파일로 출력한다.The file generator 11 outputs CAD information of hulls worked in the design department in a neutral format so as to be readable in various applications in order to perform weld deformation analysis. And attribute information are output in a separate text file.

또한, 유한요소 모델 생성기(12)는 상기 파일 생성기로부터 출력된 중립 포맷 형태의 캐드 정보로부터 선체의 외관 형상을 구현하고, 텍스트 파일로부터 내부재 정보를 읽어 선체의 외관 형상을 캐드 형상으로 재복원하여 유한 요소 모델을 자동으로 생성시킨다. 예를 들면, 용접선 주변부의 모재 두께 및 용접부 형상을 고려하여 간이 탄성 해석용 하중 경계조건 또는 간이 열적 해석용 재료 상수를 자동으로 생성하는 것이다. 이때, 용접변형 해석의 정밀도 향상을 위해, 용접선 주변부는 조밀한 밀도를 갖도록 사용자가 지시한 유한요소 크기로 자동으로 생성하고, 유한요소가 완전히 연결되게 자동으로 유한요소를 생성한다.In addition, the finite element model generator 12 implements the external shape of the hull from the CAD information in the neutral format output from the file generator, reads the internal material information from the text file and restores the external shape of the hull to the CAD shape by Automatically generate finite element models. For example, the load boundary condition for simple elastic analysis or the material constant for simple thermal analysis are automatically generated in consideration of the thickness of the base material and the weld shape around the weld line. At this time, in order to improve the accuracy of the welding deformation analysis, the periphery of the weld line is automatically generated to the finite element size indicated by the user to have a dense density, and the finite element is automatically generated so that the finite elements are completely connected.

용접변형 해석용 솔버(13)는 상기 유한요소 모델 생성기(12)로부터 생성된 유한요소 모델에 관한 정보를 전달받아 용접변형 해석을 수행한다.The weld deformation analysis solver 13 receives the information about the finite element model generated from the finite element model generator 12 and performs the weld deformation analysis.

보고서 작성기(14)는 상기 용접변형 해석용 솔버(13)로부터 용접변형 해석 결과물을 전송받아 결과 보고서를 작성하고, 사용자가 사전에 지정한 위치에 자동으로 저장한다.The report generator 14 receives the weld deformation analysis result from the weld deformation analysis solver 13, generates a result report, and automatically stores the result in a location designated by the user.

그러나, 종래 기술의 시스템(100)은 선박 구조물의 용접변형에 대한 해석을 자동으로 수행하기 위한 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어의 구성을 제공하여 용접변형을 해석하고 그 결과를 출력할 뿐, 용접변형의 생산 영향도를 평가할 대상이 모델링되어 있지 않은, 즉 선체의 캐드 정보가 준비되지 않은 초기 설계 단계나 개념 설계 단계에서 용접변형의 생산 영향도를 평가할 수 없는 단점이 있다.However, the prior art system 100 provides the configuration of computer hardware and software for automatically performing the analysis of welding deformation of the ship structure to analyze the welding deformation and output the result, and the production impact of the welding deformation. In the initial design concept or conceptual design stage in which the object to be evaluated is not modeled, that is, the CAD information of the hull is not prepared, there is a disadvantage in that the production impact of the welding deformation cannot be evaluated.

즉, 용접변형의 생산 영향도란, 용접 작업이 요구되는 용접 제품의 제조시에 발생 가능한 용접변형에 의한 생산 위험도(risk)를 미리 예측하여 사전 예방하기 위한 것으로서, 해석적 방법을 이용하여 발생이 예상되는 변형량을 예측하고, 그 예측량이 해당 용접 제품의 생산 작업에 얼마나 영향을 주는 지를 쉽게 파악할 수 있는 분석 결과를 의미할 수 있다.In other words, the production influence of welding deformation is to predict and prevent the production risk due to welding deformation that may occur during the manufacture of a welded product requiring welding work in advance. It can mean the result of analysis that can predict the amount of deformation to be made, and how easily the prediction affects the production work of the welded product.

그런데, 종래 기술의 시스템은 용접변형 해석을 수행하기 위하여 설계부서에서 작업된 선체의 캐드 정보를 다양한 어플리케이션에서 읽기 가능하게 중립 포맷 형태로 출력하는 파일 생성기만을 제공함에 따라, 용접변형의 생산 영향도를 평가할 대상이 모델링되어 있지 않은 초기 설계 단계나 개념 설계 단계에서는 대상 제품을 수동적인 형상을 정의하고 형상 정보로 저장하는 비 효율적인 작업에 의존하여 설계를 진행할 수 밖에 없어, 그 평가 결과를 얻기까지 많은 시간이 소요되는 문제를 가지고 있다.However, the prior art system provides only a file generator that outputs the CAD information of the hull worked in the design department in a neutral format to be read by various applications in order to perform the welding deformation analysis, thereby improving the production impact of the welding deformation. In the initial design or conceptual design phase, where the object to be evaluated is not modeled, the design process is dependent on the inefficient task of defining the passive product and storing it as shape information. I have a problem that takes this.

또한, 종래 기술의 시스템은 경계조건을 체계적으로 관리하는 경계조건 데이터베이스(DB)도 없을 뿐만 아니라, 평가하려는 용접부가 단순히 형상으로부터 하중 경계조건을 자동 부여하지 못하는 특이한 구조로 되어 있는 경우, 해당 용접부에 대하여 별도로 수동으로 모델링을 작업한 후, 수동으로 열전달 해석을 수행하여 경계조건을 산출함으로써, 역시 비효율적인 작업이 다수 존재하는 단점이 있다.In addition, the prior art system does not have a boundary condition database (DB) that systematically manages boundary conditions, and when the weld to be evaluated has a unique structure that simply does not automatically assign a load boundary condition from the shape, After manually modeling work separately, and by performing a heat transfer analysis manually to calculate the boundary conditions, there are also disadvantages that a large number of inefficient tasks exist.

또한, 종래 기술의 시스템은 사용자가 지시한 유한요소 크기로 유한요소를 생성하기 때문에, 사용자가 임의적으로 지시한 내용에 따라 해석 결과에 편차가 발생될 수 있어서, 표준화되거나 정량화된 유한요소의 생성 및 매핑 결과에 대한 표준화된 작업을 기대하기 어려울 수 있다.In addition, since the prior art system generates a finite element with a finite element size instructed by a user, deviation may occur in the analysis result according to a user's arbitrarily instructed content, thereby generating a standardized or quantified finite element and It can be difficult to expect standardized work on mapping results.

또한, 종래 기술의 시스템은 사용자가 너무 조밀하게 유한요소 크기를 지시할 경우 해석 시간이 증가되는 비효율성을 갖게 되고, 너무 조밀하지 않게 유한요소 크기를 지시할 경우 정밀도가 떨어지는 단점이 있다.In addition, the system of the prior art has an inefficiency that the analysis time is increased when the user indicates the finite element size too densely, and the precision is inferior when the finite element size is not too tightly indicated.

또한, 종래 기술의 시스템은 용접변형 해석용 솔버로부터 용접변형 해석 결과물을 전송받아 단순히 해석 결과 보고서만을 출력하는 보고서 작성기만을 갖기 때문에, 해석 결과가 해당 용접 제품의 생산 작업에 얼마나 영향을 주는 지, 품질비용이 얼마나 발생되는지, 공정별 공차가 허용범위 내에 포함되는지, 품질 만족도를 충족시키는 지 등의 구체적인 생산 영향도를 보고서를 본 사용자에 의해 자의적으로 평가될 수 있는 단점을 가지고 있다.In addition, since the prior art system has only a report generator that receives the welding deformation analysis result from the welding deformation analysis solver and simply outputs the analysis result report, how the analysis result affects the production work of the corresponding welding product, It has the disadvantage that the user can see the report arbitrarily about the specific impact of production such as how much the quality cost is incurred, whether the tolerance per process is within the allowable range, and whether it satisfies the quality satisfaction.

결과적으로, 종래 기술의 시스템은 용접변형을 해석하고, 일부 해석 결과를 보고서 형태로 출력할 수 있었을 뿐, 용접변형이 용접 제품의 생산에 어느 정도 영향을 미치고, 용접변형의 생산 영향도가 품질적 비용 관점에서 어느 정도 심각한지를 판단할 수 있는 수단이 부재되어 있음으로써, 용접변형의 생산 영향도를 표준화하여 주관성을 배재한 상태로 판단하기 매우 어려운 단점을 갖는다.
As a result, the prior art system was able to analyze the weld deformation and output some analysis results in the form of reports, where the welding deformation had some influence on the production of the welded products, and the production impact of the weld deformation was high. Since there is no means for determining how severe it is in terms of cost, it is difficult to judge the state of exclusion of subjectivity by standardizing the impact of welding deformation.

특허문헌1: 등록특허공보 제10-0919468Patent Document 1: Registered Patent Publication No. 10-0919468

본 발명의 실시예에서는 파라메트릭 모델링부 또는 파라메트릭 용접부 모델링부를 구비하여 해석적 프로세스를 더욱 편리하고 표준화되게 처리할 수 있고, 초기 설계 단계나 개념 설계 단계에서도 용접변형이 용접 제품의 생산에 어느 정도 영향을 미치고, 용접변형의 생산 영향도가 품질적 비용 관점에서 어느 정도 심각하게 영향을 미치는지에 대한 평가를 용이하게 처리할 수 있는 용접변형의 생산 영향도 평가 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
In an embodiment of the present invention, a parametric modeling unit or a parametric welder modeling unit may be provided to handle analytical processes more conveniently and standardized. It is intended to provide a system and method for evaluating the production impact of weld deformation that can affect and easily handle the evaluation of how severe the impact of the production of weld deformation is in terms of quality cost.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해석 대상 모델의 기하학적인 정의를 수행하는 형상 정의 모듈과, 상기 해석 대상 모델에 대한 속성을 정의하여 기하정보, 부재속성정보, 용접선정보로 저장하는 기하정의 처리 모듈과, 상기 기하정보, 부재속성정보, 용접선정보를 이용하여 요소망을 생성하고, 하중 조건 산출용 입력변수를 포함한 요소망 처리값을 생성하는 요소망 생성 모듈과, 상기 하중 조건 산출용 입력변수에 매칭되는 경계조건을 찾거나 경계조건 계산요청을 처리하여 유한요소 모델을 생성하는 경계조건 매핑 모듈과, 상기 경계조건 계산요청에 따라 용접변형 해석용 경계조건을 계산하여 상기 경계조건 매핑 모듈에 전달하는 경계조건 계산 모듈과, 상기 유한요소 모델을 이용하여 용접변형 해석을 수행하는 용접변형 해석 모듈과, 상기 용접변형 해석 모듈의 변형 해석 결과를 가공하여 용접변형의 생산 영향도를 평가하는 자료로서 출력하는 후처리 모듈을 포함하는 용접변형의 생산 영향도 평가 시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a shape definition module for performing a geometric definition of the analysis target model, a geometry definition processing module for defining the properties of the analysis target model to store as geometry information, member property information, weld line information and And a mesh generation module for generating meshes using the geometric information, member property information, and weld line information, and generating mesh processing values including input variables for calculating load conditions, and matching the input variables for calculating load conditions. Boundary condition mapping module for generating finite element model by finding boundary condition or processing boundary condition calculation request, and boundary for calculating weld deformation analysis boundary condition according to the boundary condition calculation request and passing it to the boundary condition mapping module A condition analysis module, a weld deformation analysis module for performing weld deformation analysis using the finite element model, and the weld deformation The production impact evaluation system of a weld deformation including a post-processing module for processing the deformation analysis results of the analysis module and outputting the data as a data for evaluating the production impact of the welding deformation may be provided.

또한, 상기 형상 정의 모듈은, 템플릿(template) 기반으로 해석 대상 모델에 사용된 부재 종류별 기하학적 형상, 내부재, 크기, 위치 등에 대한 주요 파라미터(parameter) 만을 선택하는 것으로 관련 구성 요소를 포함하여 해석 대상 모델을 정의 및 구성하는 파라메트릭(parametric) 모델링부와, 캐드 시스템과 인터페이스하는 캐드 기반의 사전 형상 정의부와, 파라메트릭(parametric) 모델링부 및 사전 형상 정의부 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있게 형상정의작업 선택창을 제공하는 선택부를 포함할 수 있다.In addition, the shape definition module is to select only the main parameters (parameters) for the geometric shape, internal materials, size, position, etc. for each member type used in the analysis target model based on the template (template), including the relevant components A parametric modeling unit for defining and constructing a model, a CAD-based pre-shape definition unit for interfacing with a CAD system, and a parametric modeling unit and a pre-form definition unit can be selected and used. It may include a selection unit for providing a shape definition task selection window.

또한, 상기 기하정의 처리 모듈은, 상기 해석 대상 모델에 대한 속성을 정의하는 부재 속성 정의부와, 상기 부재 속성 정의부에 의해 정의된 해석 대상 모델에 대한 기하정보와 부재속성정보 및 용접선정보를 파일형태로 관리하는 파일 저장부를 포함할 수 있다.The geometric definition processing module may further include a member attribute definition unit defining attributes of the analysis target model, geometry information, member attribute information, and weld line information of the analysis target model defined by the member attribute definition unit. It may include a file storage to manage in the form.

또한, 상기 요소망 생성 모듈은, 용접부에 대한 요소 생성의 기본 절점(seed node)을 처리하는 용접부 인접절점 처리부와, 상기 기하정의 처리 모듈로부터 입력받은 상기 기하정보, 부재속성정보, 용접선정보를 바탕으로 용접변형 해석에 필요한 요소크기가 데이터베이스관리부의 용접부 요소크기 DB에 있는지 확인한 후, 존재할 경우에 자동으로 요소크기를 가져오도록 구성되어 있는 자동 요소망 처리부와, 권고 요소크기 계산식에 의해 산출한 요소크기의 기본값(default)을 요소크기 입력창을 통해 표시하고, 요소크기 입력창의 세부 항목을 통해서 요소크기를 수정하여 반자동으로 요소크기를 입력시키는 반 자동 요소망 처리부를 포함할 수 있다.In addition, the mesh generation module may be based on a weld adjacent node processing unit for processing the basic node (seed node) of the element generation for the weld, and the geometric information, member property information, weld line information received from the geometric definition processing module After checking whether the element size required for welding deformation analysis is in the weld element size DB of the database management unit, the element size calculated by the automatic mesh processing unit and the element size calculated by the recommended element size calculation formula are configured to automatically import the element size if present. It may include a semi-automatic mesh processing unit for displaying the default value (default) of the element size through the input window, and semi-automatically input the element size by modifying the element size through the detailed items of the element size input window.

또한, 상기 경계조건 매핑 모듈은, 용접변형 해석용 하중 경계조건을 용접부의 요소ID에 부여하여 매핑함에 따라 유한요소 모델을 생성하는 용접부 경계조건 매핑부와, 필렛용접(fillet joint) 또는 맞대기용접(butt joint)을 포함한 용접공정별로 경계조건을 매핑하여 유한요소 모델을 생성하는 공정별 경계조건 매핑부와, 상기 요소망 처리값을 이용하여 확인한 경계조건을 데이터베이스관리부의 경계조건 DB로부터 가져와서 매핑하여 유한요소 모델을 생성하는 DB기반 경계조건 매핑부를 포함할 수 있다.The boundary condition mapping module may further include a weld boundary condition mapping unit for generating a finite element model by mapping load boundary conditions for welding deformation analysis to element IDs of a weld, and fillet joint or butt welding ( process boundary boundary mapping unit to create a finite element model by mapping boundary conditions for each welding process including butt joints, and boundary conditions identified using the mesh processing values are taken from the boundary condition DB of the database management unit and mapped. It may include a DB-based boundary condition mapping unit for generating a finite element model.

또한, 상기 경계조건 계산 모듈은, 템플릿 기반으로 기하학적 형상, 재질, 용접부 종류, 기하치수를 이용하여 열전달 해석용 기하 모델과 기하 모델 요소망을 생성하는 파라메트릭 용접부 모델링부와, 상기 기하 모델 요소망을 이용하여 열전달 해석을 수행함으로써 열영향부 영역을 포함한 열전달 해석결과물을 출력하는 열전달 해석부와, 상기 열전달 해석결과물로부터 경계조건 산출용 파라미터를 추출하고, 추출한 경계조건 산출용 파라미터를 이용하여 용접변형 간이 해석용 경계조건을 계산하는 경계조건 산출부를 포함할 수 있다.The boundary condition calculation module may include a parametric weld modeling unit for generating a heat transfer analysis geometry model and a geometric model element network based on a template, using geometric shapes, materials, weld types, and geometric dimensions, and the geometric model element networks. A heat transfer analysis unit for outputting a heat transfer analysis result including a heat affected zone by performing a heat transfer analysis using the method, and extracting a boundary condition calculation parameter from the heat transfer analysis result, and using the extracted boundary condition calculation parameter to weld deformation. It may include a boundary condition calculation unit for calculating a boundary condition for simple analysis.

또한, 상기 후처리 모듈은, 상기 변형 해석 결과를 이용하여 품질비용을 산출하는 품질비용 산출부와, 상기 변형 해석 결과를 이용하여 횡방향 수축과, 종방향 수축과, 면외변형을 그래프 또는 텍스트 형태로 출력하는 수축량 평가부와, 용접변형 전과 용접변형 후의 치수 품질 불량에 대한 각각의 품질비용을 산출하여 비교함에 따라 품질 만족도를 판단하는 품질 만족도 판단부와, N곳의 용접부가 만들어내는 N!가지의 용접순서의 조합이 N번의 해석으로 결정되도록 그룹화하는 과정을 이용하여 용접 최적 순서를 판단하는 최적 순서 판단부와, 불량면적비율을 이용하여 공정별 공차를 평가하는 공정별 공차 평가부와, 상기 해석 대상 모델의 기하치수에 대한 정규 설계값과 변형 해석 결과에 대한 해석 결과값을 상호 비교하여 박판 좌굴이 일어나는 부위를 체크하는 박판좌굴 평가부를 포함할 수 있다.The post-processing module may further include a quality cost calculator that calculates a quality cost using the deformation analysis result, and a lateral shrinkage, a longitudinal shrinkage, and an out-of-plane deformation in the form of a graph or text using the deformation analysis result. A quality satisfaction judgment unit for judging the quality satisfaction by calculating and comparing the respective quality costs for the dimensional quality defects before and after the welding deformation and the weld deformation, and the N! The optimum order determination unit for determining the optimal welding order using a grouping process so that the combination of the welding order of the N is determined by the analysis of N, the tolerance evaluation unit for each process for evaluating the tolerance per process using the defective area ratio, Part where sheet buckling occurs by comparing the normal design value of the geometric dimension of the model to be analyzed with the analysis result value of the deformation analysis result The sheet may include checking buckling assessment of wealth.

또한, 본 실시예의 다른 측면에 따르면, A) 템플릿 기반의 파라메트릭 모델링부와 캐드 기반의 사전 형상 정의부를 갖는 형상 정의 모듈이 해석 대상 모델의 기하학적인 정의를 수행하는 단계와, B) 기하정의 처리 모듈이 상기 해석 대상 모델의 속성을 정의하여 기하정보, 부재속성정보, 용접선정보로 저장하는 단계와, C) 요소망 생성 모듈이 상기 기하정보, 부재속성정보, 용접선정보를 이용하여 요소망을 생성하고, 하중 조건 산출용 입력변수를 포함한 요소망 처리값을 생성하는 단계와, D) 경계조건 매핑 모듈이 상기 하중 조건 산출용 입력변수에 매칭되는 경계조건을 찾거나 경계조건 계산요청을 처리하여 유한요소 모델을 생성하는 단계와, E) 상기 경계조건 계산요청에 따라 경계조건 계산 모듈이 용접변형 해석용 경계조건을 계산하여 상기 경계조건 매핑 모듈에 전달하는 단계와, F) 용접변형 해석 모듈이 상기 유한요소 모델을 이용하여 용접변형 해석을 수행하는 단계와, G) 후처리 모듈이 상기 용접변형 해석 모듈의 변형 해석 결과를 가공하여 용접변형의 생산 영향도를 평가하는 자료로서 출력하는 단계를 포함하는 용접변형의 생산 영향도 평가 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to another aspect of the present embodiment, A) a shape definition module having a template-based parametric modeling unit and a CAD-based pre-shape definition unit to perform the geometric definition of the analysis target model, and B) the geometric definition processing A module defining attributes of the analysis target model and storing them as geometric information, member property information, and weld line information, and C) a mesh generation module generates a mesh using the geometry information, member property information, and weld line information. And generating mesh processing values including input variables for calculating load conditions, and D) the boundary condition mapping module finds a boundary condition matching the input variables for calculating load conditions or processes a boundary condition calculation request. Generating an element model, and E) the boundary condition calculation module calculates boundary conditions for welding deformation analysis according to the boundary condition calculation request. Transmitting to the gun mapping module, F) welding deformation analysis module performing weld deformation analysis using the finite element model, and G) post-processing module processing deformation analysis results of the welding deformation analysis module. There may be provided a method for evaluating the production impact of a weld deformation, including outputting as a data for evaluating the production impact of the weld deformation.

또한, 상기 D) 단계에서, 상기 경계조건 매핑 모듈이 요소망 생성 모듈로부터 기하학적 형상, 재질, 용접부 종류(용접공정), 기하치수를 포함한 하중 조건 산출용 입력변수를 전달 받고, 상기 하중 조건 산출용 입력변수를 쿼리(query)로 사용하여, 상기 쿼리에 매칭되는 경계조건이 경계조건 DB에 존재하는지 확인하고, 존재할 경우에 자동으로 경계조건 DB에서 경계조건을 가져와 이용할 수 있다.Further, in the step D), the boundary condition mapping module receives an input variable for load condition calculation including a geometric shape, material, weld type (welding process), and geometric dimensions from the mesh generating module, and calculates the load condition. By using an input variable as a query, it is possible to check whether a boundary condition matching the query exists in the boundary condition DB, and if there is, the boundary condition can be automatically obtained from the boundary condition DB.

또한, 상기 E) 단계에서, 상기 경계조건 계산 모듈이 파라메트릭 용접부 모델링부에 의해서, 템플릿 기반으로 기하학적 형상, 재질, 용접부 종류, 기하치수를 이용하여 열전달 해석용 기하 모델을 생성하고, 상기 기하 모델에 요소망을 부여하여 기하 모델 요소망을 생성할 수 있다.In addition, in step E), the boundary condition calculation module generates, by the parametric weld modeling unit, a geometric model for heat transfer analysis using a geometric shape, a material, a weld type, and a geometric dimension based on a template. You can create a mesh model mesh by assigning a mesh to.

또한, 상기 기하 모델 요소망을 생성한 이후에는, 열전달 해석부가 상기 기하 모델 요소망을 이용하여 열전달 해석을 수행함으로써 열영향부 영역(Heat Affect Zone : HAZ)을 포함한 열전달 해석결과물을 출력할 수 있다.Further, after generating the geometric model element network, the heat transfer analysis unit may perform a heat transfer analysis using the geometric model element network to output a heat transfer analysis result including a heat affected zone (HAZ). .

또한, 상기 열전달 해석결과물을 출력한 이후에는, 경계조건 산출부가 상기 열전달 해석결과물로부터 온도이력, 재질, 열영향부 영역의 기하적 특성치를 포함한 경계조건 산출용 파라미터를 추출하고, 상기 경계조건 산출용 파라미터를 이용하여 용접변형 간이 해석용 경계조건을 계산할 수 있다.In addition, after outputting the heat transfer analysis result, the boundary condition calculation unit extracts the boundary condition calculation parameter including the temperature history, material, and geometrical characteristic values of the heat affected zone from the heat transfer analysis result, and calculates the boundary condition. Parameters can be used to calculate boundary conditions for simple analysis of weld deformation.

또한, 상기 용접변형 간이 해석용 경계조건은, 상기 경계조건 매핑 모듈에서 이용되거나, 데이터베이스관리부의 경계조건 DB에 저장될 수 있다.
In addition, the boundary condition for simple welding deformation analysis may be used in the boundary condition mapping module or may be stored in the boundary condition DB of the database manager.

본 발명의 실시예는 사전 형상 정의부와 파라메트릭 모델링부 중 어느 하나를 선택하도록 구성된 형상 정의 모듈과, 형상 정의 모듈을 통해 기하학적으로 정의된 해석 대상 모델에 대한 기하정보와 부재속성정보와 용접선정보를 파일 형태로 관리하는 기하정의 처리 모듈을 구비하여 시스템 효율화를 도모할 수 있다.An embodiment of the present invention is a shape definition module configured to select any one of a pre-shape definition unit and a parametric modeling unit, geometric information, member property information and weld line information for the analysis target model geometrically defined through the shape definition module Can be implemented in the form of a geometry processing module for managing the file in the form of a file.

즉, 본 발명의 실시예는 형상 정의 모듈과 기하정의 처리 모듈에 의해 용접변형의 생산 영향도를 평가할 해석 대상 모델에 대한 정보가 미미한 초기 설계 단계나 개념 설계 단계에서 조차도 해당 해석 대상 모델에 해한 형상 정의 및 기하정보 처리를 신속하고 효율적으로 처리할 수 있는 장점이 있다.In other words, the embodiment of the present invention is limited to the analysis target model even in the initial design stage or the concept design stage where the information on the analysis target model for evaluating the production impact of the welding deformation by the shape definition module and the geometry definition processing module is insufficient. There is an advantage that can quickly and efficiently process the shape definition and geometric information processing.

본 발명의 실시예는 하중, 용접부, 공정별 경계조건을 경계조건 데이터베이스(DB)로 관리하여, 요소망 생성시 용이하게 경계조건을 적용할 수 있음과 함께, 해당 용접부에 대한 경계조건의 부재시, 파라메트릭 용접부 모델링부와 열전달 해석부와 경계조건 산출부를 갖는 경계조건 계산 모듈에 의해 시스템 상에서 직접 정형화된 방법에 따라 용이하고 신속하게 경계조건을 산출하여, 경계조건 매핑 모듈의 경계조건 매핑에 사용할 수 있는 장점이 있다.The embodiment of the present invention manages load, weld, and process boundary conditions in the boundary condition database (DB), so that boundary conditions can be easily applied when generating meshes, and in the absence of boundary conditions for the corresponding welds, The boundary condition calculation module, which has a parametric weld modeling unit, a heat transfer analysis unit, and a boundary condition calculation unit, can be used to calculate boundary conditions easily and quickly according to a formal method directly on the system, and use them for boundary condition mapping in the boundary condition mapping module. There is an advantage.

또한, 본 발명의 실시예는 용접부 인접절점 처리부, 자동 요소망 처리부, 반자동 요소망 처리부, 권고 요소크기 계산식을 갖거나 용접부 요소크기 DB를 이용하는 요소망 생성 모듈을 제공함으로써, 용접선에 인접되어 있는 용접부 인접부위와, 용접선에서 비교적 떨어져 있는 용접부 비 인접부위에 대하여 서로 다른 유한요소 크기를 자동 또는 수동으로 처리할 수 있음에 따라, 정밀도 향상과 해석 시간 단축을 모두 실현할 수 있는 장점이 있다.In addition, an embodiment of the present invention by providing a mesh generating module having a welded adjacent node processing unit, an automatic mesh processing unit, a semi-automatic mesh processing unit, the recommended element size calculation formula or using the weld element size DB, welds adjacent to the weld line Since different finite element sizes can be automatically or manually processed for adjacent portions and non-adjacent portions of welds that are relatively far from the weld line, there is an advantage in that both precision improvement and analysis time reduction can be realized.

또한, 본 발명의 실시예는 분업화되도록 요소망 생성 모듈과 경계조건 매핑 모듈을 구비하여서, 요소망 처리와 경계조건 처리를 세분화할 수 있음에 따라, 더욱 정밀하게 해석을 수행할 수 있고 해석 시간을 단축할 수 있는 유한요소 모델을 생성할 수 있는 장점이 있다.In addition, the embodiment of the present invention includes a mesh generation module and a boundary condition mapping module so as to divide the division, it is possible to subdivide the mesh processing and boundary condition processing, it is possible to perform more precise analysis and analysis time There is an advantage to generate a finite element model that can be shortened.

또한, 본 발명의 실시예는 용접변형 해석 모듈이 출력하는 변형 해석 결과를 통해 품질비용을 산출하고, 수축량을 평가하고, 품질 만족도를 판단하고, 용접 최적 순서를 판단하고, 공정별 공차를 평가하고 박판좌굴을 평가할 수 있는 후처리 모듈을 제공함으로써, 초기 설계 단계나 개념 설계 단계에서도 용접변형이 용접 제품의 생산에 어느 정도 영향을 미치고, 용접변형의 생산 영향도가 품질적 비용 관점에서 어느 정도 심각하게 영향을 미치는지에 대한 평가를 용이하게 처리할 수 있고, 이러한 영향도 평가를 통한 생산 표준화 방안을 수립할 수 있게 되는 효과가 있다.
In addition, the embodiment of the present invention calculates the quality cost through the deformation analysis results output from the welding deformation analysis module, to evaluate the amount of shrinkage, to determine the quality satisfaction, to determine the optimal welding order, to evaluate the process-specific tolerances By providing a post-processing module that can evaluate thin plate buckling, the welding deformation affects the production of the welded product to some extent even in the initial design stage or the concept design stage, and the production impact of the weld deformation is severe in terms of quality cost. In this regard, it is possible to easily handle the evaluation of the impact and to establish the standardization of production through evaluation of the impact.

도 1은 종래 기술에 따른 선박 구조물 용접변형 해석을 위한 자동생성 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접변형의 생산 영향도 평가 시스템의 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 형상 정의 모듈의 선택부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 파라메트릭 모델링부를 설명하기 위한 캡쳐도이다.
도 5는 도 3의 파라메트릭 모델링부의 구체적인 사용방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 요소망 생성 모듈을 설명하기 위한 캡쳐도이다.
도 7은 도 2에 도시된 경계조건 계산 모듈을 설명하기 위한 캡쳐도이다.
도 8은 도 7에 도시된 메시(mesh) 미리 보기 화면의 캡쳐도이다.
도 9는 도 2에 도시된 경계조건 매핑 모듈과 경계조건 계산 모듈에 의한 경계조건 계산 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 도 2에 도시된 후처리 모듈의 수축량 평가 모듈의 캡쳐도이다.
도 11 및 도 12는 도 10의 수축량 평가 모듈을 통해 출력되는 그래프들이다.
도 13은 도 2에 도시된 후처리 모듈의 공정별 공차 평가부와 품질 만족도 판단부의 평가 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 14는 도 2에 도시된 후처리 모듈에 의해 예시적으로 출력되는 그래프이다.
1 is a block diagram of an automatic generation system for the welding deformation analysis of a ship structure according to the prior art.
2 is a block diagram of a production impact evaluation system of the welding deformation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for describing a selection unit of the shape definition module illustrated in FIG. 2.
FIG. 4 is a capture diagram illustrating the parametric modeling unit of FIG. 3.
5 is a view for explaining a specific method of using the parametric modeling unit of FIG.
FIG. 6 is a capture diagram illustrating the element network generating module illustrated in FIG. 2.
FIG. 7 is a capture diagram illustrating the boundary condition calculation module shown in FIG. 2.
FIG. 8 is a capture diagram of the mesh preview screen shown in FIG. 7.
9 is a flowchart illustrating a boundary condition calculation method by the boundary condition mapping module and the boundary condition calculation module shown in FIG. 2.
10 is a capture diagram of the shrinkage evaluation module of the post-processing module shown in FIG.
11 and 12 are graphs output through the shrinkage evaluation module of FIG. 10.
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an evaluation method of a tolerance evaluation unit and a quality satisfaction determination unit for each process of the post-processing module illustrated in FIG. 2.
FIG. 14 is a graph output by the post-processing module illustrated in FIG. 2.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In describing the embodiments of the present invention, when it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접변형의 생산 영향도 평가 시스템의 구성도이다.2 is a block diagram of a production impact evaluation system of the welding deformation according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예는 용접변형의 생산 영향도 평가 시스템(100)일 수 있다.Referring to FIG. 2, the present embodiment may be a production impact evaluation system 100 of welding deformation.

용접변형의 생산 영향도 평가 시스템(100)은 컴퓨터, 네트워크망 등의 장치 구성을 포함한 하드웨어(101)와, 이런 하드웨어(101)에 의해 하기에서 설명할 일련의 방법을 실현하는 소프트웨어(102)를 포함할 수 있다.The production impact evaluation system 100 of the welding deformation includes hardware 101 including device configuration of a computer, a network, and the like, and software 102 for realizing a series of methods described below by such hardware 101. It may include.

예컨대, 용접변형의 생산 영향도 평가 시스템(100)은 용접변형의 생산 영향도를 평가하기 위한 소프트웨어 모듈 형식으로서, 형상 정의 모듈(110), 기하정의 처리 모듈(120), 요소망 생성 모듈(130), 경계조건 매핑 모듈(140), 경계조건 계산 모듈(150), 용접변형 해석 모듈(160), 후처리 모듈(170)을 갖는 소프트웨어(101)와, 상기 소프트웨어(101)의 각 모듈이 설치되어 있는 하나 이상의 컴퓨터 수단 또는 장치인 하드웨어(102)를 포함할 수 있다.For example, the production impact evaluation system 100 of the welding deformation is a software module format for evaluating the production impact of the welding deformation, and the shape definition module 110, the geometry definition processing module 120, and the mesh generation module 130 are described. ), The software 101 having the boundary condition mapping module 140, the boundary condition calculation module 150, the weld deformation analysis module 160, the post-processing module 170, and each module of the software 101 are installed. Hardware 102, which may be one or more computer means or devices.

형상 정의 모듈(110)은 용접변형 해석 및 평가를 위한 해석 대상 모델(A, A')의 기하학적 정의를 수행하는 모듈일 수 있다.The shape definition module 110 may be a module that performs geometric definition of the analysis target models A and A ′ for welding deformation analysis and evaluation.

여기서, 기하학적 정의란 형상 정의 모듈(110)의 파라메트릭(parametric) 모델링부와 사전 형상 정의부 및 선택부가 해석 대상 모델(A, A')을 컴퓨터 기술을 이용하여 기하적으로 정의하는 그래픽 프로세스를 의미할 수 있다.Here, the geometric definition refers to a graphic process in which the parametric modeling unit, the pre-shape definition unit, and the selection unit of the shape definition module 110 geometrically define the analysis target models A and A 'using computer technology. Can mean.

형상 정의 모듈(110)은 템플릿(template) 기반으로 사용자가 해석 대상 모델(A, A')에 사용된 부재 종류별 기하학적 형상, 내부재, 크기, 위치 등에 대한 주요 파라미터(parameter) 만을 선택하는 것으로 관련 구성 요소를 포함하여 해석 대상 모델을 정의 및 구성하는 파라메트릭(parametric) 모델링부와, 캐드 시스템[예: GSCAD(Global Shipbuilding Computer Aided Design)]과 인터페이스하는 캐드 기반의 사전 형상 정의부와, 사용자가 파라메트릭(parametric) 모델링부 및 사전 형상 정의부 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있게 형상정의작업 선택창을 제공하는 선택부를 포함할 수 있다.The shape definition module 110 is a template based on the user to select only the main parameters (parameters) for the geometric shape, internal material, size, position, etc. for each member type used in the analysis target model (A, A ') Parametric modeling unit for defining and constructing an analysis target model including components, CAD-based pre-shape definition unit for interfacing with CAD systems (e.g. Global Shipbuilding Computer Aided Design), and A parametric modeling unit and a pre-shape defining unit may be selected to provide a selection window for defining the shape to be used.

기하정의 처리 모듈(120)은 파라메트릭 모델링부 또는 사전 형상 정의부 중 어느 하나에서 기하적으로 정의된 해석 대상 모델(A, A')에 대한 속성을 정의하는 부재 속성 정의부와, 부재 속성 정의부에 의해 정의된 해석 대상 모델(A, A')에 대한 기하정보(121)와 부재속성정보(122) 및 용접선정보(123)를 파일형태로 관리하는 파일 저장부를 포함할 수 있다.The geometric definition processing module 120 includes a part property definition part that defines properties for the analysis target models A and A 'that are geometrically defined in either the parametric modeling part or the pre-shape definition part, and the part property definition. It may include a file storage unit for managing the geometry information 121, the member attribute information 122 and the weld line information 123 for the analysis target model (A, A ') defined by the unit in the form of a file.

여기서, 기하정보(121)는 각 해석 대상 모델(A, A')에 사용된 부재에 대한 위치와 모양을 알 수 있도록 기하학적인 형상 정보로서, 부재별로 식별할 수 있도록, 부재 식별아이디(ID)에 의해 특정되어 있고, 각 해석 대상 모델(A, A')의 형상을 정의하는 중립 파일 포맷(예: IGES, ACIS, STEP 등) 형태로 저장될 수 있다.Here, the geometric information 121 is geometric shape information so as to know the position and shape of the member used in each analysis target model (A, A '), so that it can be identified by each member, the member identification ID (ID) It is specified by, and may be stored in the form of a neutral file format (eg, IGES, ACIS, STEP, etc.) defining the shape of each analysis target model (A, A ').

또한, 부재속성정보(122)는 각 해석 대상 모델(A, A')에 사용된 부재의 강종이나 두께 정보로서, 기하정보에 사용된 부재 식별아이디로 구분되고, 각 부재 식별아이디 각각에 대응한 강종이나 두께 정보가 텍스트 파일 형식으로 기록 및 저장될 수 있다.In addition, the member attribute information 122 is steel grade and thickness information of the member used in each analysis target model (A, A '), and is divided into member identification IDs used in the geometric information, and corresponds to each member identification ID. Steel grade or thickness information can be recorded and stored in text file format.

용접선정보(123)는 각 해석 대상 모델(A, A')에 사용된 부재의 접합 여부에 대한 정보와, 접합시 용접 조인트의 속성에 대한 정보일 수 있다. 용접선정보(123)는 용접 조인트 식별아이디로 구분되어 관리될 수 있다. 용접선정보(123)에는 용접 조인트식별아이디와 함께 각 용접 조인트 식별아이디별로 조립되어야 하는 부재 식별아이디들이 기재되어 있을 수 있다. 이런 용접선정보(123)는 조립 특성을 나타내는 용접 조인트의 특성값이 텍스트 파일 형식으로 기록 및 저장될 수 있다.The welding line information 123 may be information on whether the member used in each analysis target model (A, A ') is bonded, and information on the property of the weld joint at the time of bonding. The welding line information 123 may be managed by being divided into welding joint identification IDs. The welding line information 123 may include the member identification IDs to be assembled for each welding joint identification ID together with the welding joint identification ID. The welding line information 123 may be recorded and stored in the text file format of the characteristic value of the weld joint indicating the assembly characteristics.

요소망 생성 모듈(130)은 기하정의 처리 모듈(120)로부터 입력받은 기하정보(121), 부재속성정보(122), 용접선정보(123)를 바탕으로 용접변형 해석에 필요한 요소크기를 자동 또는 반자동으로 입력 받아 요소망을 생성하는 역할을 담당할 수 있다.The element network generation module 130 automatically or semi-automatically sizes the elements required for welding deformation analysis based on the geometry information 121, the member property information 122, and the weld line information 123 received from the geometry definition processing module 120. It can take the role of generating element network by receiving input.

예컨대, 요소망 생성 모듈(130)의 용접부 인접절점 처리부는 용접부에 대한 요소 생성의 기본 절점(seed node)을 처리하는 역할을 담당할 수 있다.For example, the welded adjacent node processing unit of the mesh generating module 130 may play a role of processing the basic node of the element generation for the welded portion.

또한, 요소망 생성 모듈(130)의 자동 요소망 처리부는 기하정의 처리 모듈(120)로부터 입력받은 기하형상(B), 각종 속성 정보에 해당하는 기하정보(121), 부재속성정보(122), 용접선정보(123)를 바탕으로 용접변형 해석에 필요한 요소크기가 데이터베이스관리부(103)의 용접부 요소크기 DB에 있는지 확인한 후, 존재할 경우에 자동으로 요소크기를 가져오도록 구성되어 있을 수 있다.In addition, the automatic mesh processing unit of the element network generating module 130, the geometric shape (B) received from the geometric processing module 120, the geometric information 121 corresponding to various attribute information, the member attribute information 122, After checking whether the element size required for the welding deformation analysis is based on the weld line information 123 in the weld element size DB of the database management unit 103, the element size may be automatically imported if present.

용접부 요소크기 DB에 기록 저장되는 요소크기는 권고 요소크기 계산식과 기하정보(121), 부재속성정보(122), 용접선정보(123)를 이용하여 계산되고, 기록 관리되고 있는 정보일 수 있다.The element size recorded and stored in the weld element size DB may be information calculated and recorded and managed using the recommended element size calculation formula, the geometry information 121, the member attribute information 122, and the weld line information 123.

권고 요소크기 계산식은 경험식 또는 실험계획법(DOE, Design of Experiment)에 의한 추론 예측식을 통해 정형화된 용접부별 또는 공정별 권고 요소크기를 산출할 수 있도록 구성될 수 있고, 이에 따라 특정 수학식으로 한정되지 않을 수 있다.The formula for calculating the recommended element size may be configured to calculate a standardized element size for each welded part or process through an inference prediction equation based on empirical or design of experiment (DOE) design, and accordingly, It may not be limited.

역시, 요소망 생성 모듈(130)의 반 자동 요소망 처리부도 기하정의 처리 모듈(120)로부터 입력받은 기하정보(121), 부재속성정보(122), 용접선정보(123)를 바탕으로 용접변형 해석에 필요한 요소크기가 데이터베이스관리부(103)의 용접부 요소크기 DB에 있는지 확인할 수 있다.Also, the semi-automatic mesh processing unit of the mesh generation module 130 also analyzes the welding deformation based on the geometry information 121, the member property information 122, and the weld line information 123 received from the geometry definition processing module 120. It is possible to check whether the element size required for the welding element size DB of the database management unit 103.

그런데, 요소크기가 데이터베이스관리부(103)의 용접부 요소크기 DB에 존재하지 않을 경우, 반 자동 요소망 처리부는 권고 요소크기 계산식에 의해 산출한 요소크기의 기본값(default)을 요소크기 입력창을 통해 표시하고, 요소크기 입력창의 세부 항목을 통해서 요소크기를 수정하도록 함에 따라, 사용자로 하여금 반자동으로 요소크기를 입력시킬 수 있도록 구성되어 있을 수 있다.However, if the element size does not exist in the weld element size DB of the database management unit 103, the semi-automatic mesh processing unit displays the default value of the element size calculated by the recommended element size calculation formula through the element size input window. And, by modifying the element size through the detailed items of the element size input window, it may be configured to allow the user to input the element size semi-automatically.

결과적으로 요소망 생성 모듈(130)은 하중 조건 산출용 입력변수를 포함한 요소망 처리값(이하, 요소망 처리값(C)이라 칭함)을 경계조건 매핑 모듈(140) 쪽으로 전달한다.As a result, the mesh generating module 130 transmits the mesh processing value (hereinafter, referred to as mesh processing value C) including the load condition calculation input variable to the boundary condition mapping module 140.

여기서, 하중 조건 산출용 입력변수는 기하학적 형상, 재질, 용접부 종류(용접공정), 기하치수 등이 될 수 있다.Here, the input variables for calculating the load condition may be a geometric shape, a material, a welded part (welding process), a geometric dimension, or the like.

경계조건 매핑 모듈(140)은 요소망 생성 모듈(130)로부터 전달받은 요소망 처리값(C)의 하중 조건 산출용 입력변수(기하학적 형상, 재질, 용접부 종류, 기하치수)를 쿼리(query)로 사용하여, 쿼리에 매칭되는 경계조건이 경계조건 DB에 존재하는지 확인한 후, 존재할 경우에는 자동으로 경계조건을 가져오고, 존재하지 않을 경우에는 경계조건 계산 모듈(150)에게 별도로 경계조건 계산요청을 처리하는 역할을 담당할 수 있다.The boundary condition mapping module 140 queries the input variables (geometric shape, material, weld type, and geometric dimension) for calculating the load condition of the mesh processing value C received from the mesh generating module 130 as a query. After checking whether the boundary condition matching the query exists in the boundary condition DB, if the boundary condition exists, the boundary condition is automatically fetched, and if the boundary condition does not exist, the boundary condition calculation module 150 processes the boundary condition calculation request separately. It can play a role.

경계조건 매핑 모듈(140)은 용접변형 간이 해석용 경계조건 또는 기타 경계조건을 이용하는 용접부 경계조건 매핑부와, 공정별 경계조건 매핑부와, DB기반 경계조건 매핑부를 포함할 수 있다.The boundary condition mapping module 140 may include a weldment boundary condition mapping unit using a boundary analysis or other boundary condition for welding deformation simple analysis, a process boundary boundary mapping unit, and a DB-based boundary condition mapping unit.

경계조건 매핑 모듈(140)의 용접부 경계조건 매핑부는 용접부에 대한 경계조건만을 전문적으로 매핑하여 해당 유한요소 모델(D)을 생성하는 역할을 담당할 수 있다. 여기서, 용접부 경계조건 매핑부는 용접부의 요소ID(W)(도 7 참조)에 경계조건(예: 하중 경계조건)을 부여하는 매핑할 수 있다.The weld boundary condition mapping unit of the boundary condition mapping module 140 may play a role of professionally mapping only boundary conditions for the weld to generate a corresponding finite element model (D). Here, the weld boundary condition mapping unit may map a boundary condition (for example, a load boundary condition) to the element ID W (see FIG. 7) of the weld.

경계조건 매핑 모듈(140)의 공정별 경계조건 매핑부는 선박 생산의 단계별 과정(예: 단판 절단과정, 단판의 조립과정을 통한 합판과정, 내부 보강재 붙임 위치 설정을 위한 마킹과정, 내부재(내부보강재인 론지) 용접과정, 중조립과정, 대조립과정, 선행건조과정, 도크내 블록 탑재과정, 각 과정에서 발생 가능한 오차를 제거하기 위한 재작업과정)과 같은 과정에서 사용되는 용접공정[예: 필렛용접(fillet joint), 맞대기용접(butt joint) 등]별 경계조건을 전문적으로 매핑하여 해당 유한요소 모델(D)을 생성하는 역할을 담당할 수 있다.Boundary condition mapping part of the boundary condition mapping module 140 is a step-by-step process of ship production (eg, cutting the single plate, plywood through the assembly of the single plate, marking process for setting the position of the internal reinforcement, internal materials (internal reinforcement) In-line welding process (eg fillet) such as welding process, heavy assembly process, contrasting process, pre-drying process, block loading in the dock, and rework process to remove possible errors in each process) It can play a role of generating the finite element model (D) by mapping the boundary conditions for each of the (welt joint, butt joint, etc.).

경계조건 매핑 모듈(140)의 DB기반 경계조건 매핑부는 앞서 언급한 바와 같이 요소망 처리값(C)을 이용하여 확인한 경계조건을 데이터베이스관리부(103)의 경계조건 DB로부터 가져와서 매핑하므로써 해당 유한요소 모델(D)을 생성하는 역할을 담당할 수 있다.The DB-based boundary condition mapping unit of the boundary condition mapping module 140 obtains the boundary condition identified using the element network processing value C from the boundary condition DB of the database management unit 103 and maps the corresponding finite element. It may be responsible for generating a model (D).

예컨대, 경계조건 매핑 모듈(140)이 경계조건을 요소망 처리값(C)에 매핑한다는 의미는 요소망 처리값(C)의 각 용접부의 요소ID(W)(도 7 참조)에 경계조건(예: 하중 경계조건)을 부여하는 것으로 이해될 수 있다.For example, the boundary condition mapping module 140 maps the boundary condition to the mesh processing value C means that the boundary condition (see FIG. 7) corresponds to the element ID W of each welded portion of the mesh processing value C. For example, load boundary conditions).

경계조건 매핑 모듈(140)은 상기 생성한 각 유한요소 모델(D)을 용접변형 해석 모듈(160)에게 전달할 수 있다.The boundary condition mapping module 140 may transmit the generated finite element model D to the weld deformation analysis module 160.

상기 유한요소 모델(D)은 중립 파일 포맷(예: IGES, ACIS, STEP 등) 형태로 저장될 수 있고, 하기의 용접변형 해석 모듈(160) 또는 상용 해석 소프트웨어에서 활용될 수 있다.The finite element model D may be stored in the form of a neutral file format (eg, IGES, ACIS, STEP, etc.), and may be utilized in the weld deformation analysis module 160 or commercial analysis software described below.

경계조건 계산 모듈(150)은 경계조건 매핑 모듈(140)로부터 경계조건 계산요청이 입력될 때 간이 용접변형 해석용 경계조건(159)을 계산하여 경계조건 매핑 모듈(140) 쪽으로 전달하거나, 추후 이용을 위해 데이터베이스관리부(103)의 경계조건 DB에 저장시키는 역할을 담당할 수 있다.The boundary condition calculation module 150 calculates and transfers the boundary condition 159 for the simple weld deformation analysis to the boundary condition mapping module 140 when the boundary condition calculation request is input from the boundary condition mapping module 140 or later. For the purpose of storing the boundary condition DB of the database management unit 103 for.

이를 위해 경계조건 계산 모듈(150)은 파라메트릭 용접부 모델링부와, 열전달 해석부와, 경계조건 산출부 및 경계조건 산출 작업창(158)(도 8 참조)을 포함할 수 있다.The boundary condition calculation module 150 may include a parametric welder modeling unit, a heat transfer analysis unit, a boundary condition calculator and a boundary condition calculation task window 158 (see FIG. 8).

경계조건 계산 모듈(150)의 파라메트릭 용접부 모델링부는 템플릿 기반으로 기하학적 형상, 재질, 용접부 종류, 기하치수를 이용하여 열전달 해석용 기하 모델과 기하 모델 요소망을 생성하는 역할을 담당할 수 있다. 여기서, 열전달 해석용 기하 모델 요소망이란 용접부의 2차원 또는 3차원 형체 및 구조를 나타내는 메시(mesh) 형태의 요소망으로 이해될 수 있다.The parametric weld modeling unit of the boundary condition calculation module 150 may play a role of generating a geometric model and a geometric model element network for heat transfer analysis using a geometric shape, a material, a weld type, and a geometric dimension based on a template. Here, the geometric model mesh for heat transfer analysis may be understood as a mesh type mesh representing the two-dimensional or three-dimensional shape and structure of the welded portion.

경계조건 계산 모듈(150)의 열전달 해석부는 기하 모델 요소망을 이용하여 열전달 해석을 수행함으로써 열영향부 영역(Heat Affect Zone : HAZ)을 포함한 열전달 해석결과물을 출력하도록 한다.The heat transfer analysis unit of the boundary condition calculation module 150 outputs a heat transfer analysis result including a heat affected zone (HAZ) by performing a heat transfer analysis using a geometric model element network.

경계조건 계산 모듈(150)의 경계조건 산출부는 열전달 해석결과물로부터 경계조건 산출용 파라미터를 추출하고, 추출한 경계조건 산출용 파라미터를 이용하여 용접변형 간이 해석용 경계조건을 계산하도록 구성되어 있다.The boundary condition calculation unit of the boundary condition calculation module 150 is configured to extract the boundary condition calculation parameter from the heat transfer analysis result and calculate the boundary condition for welding deformation simple analysis using the extracted boundary condition calculation parameter.

경계조건 산출부는 열전달 해석결과물의 열영향부 영역으로부터 용접부에 대응한 가열 정보, 속성 정보를 이용하여 온도이력, 재질, 열영향부 영역의 기하적 특성치를 추출하도록 프로그램된 파라미터 추출 커스텀 커맨드(custom command)를 구비하고 있을 수 있다.The boundary condition calculation unit is a parameter extraction custom command programmed to extract geometric characteristics of the temperature history, material, and heat affected zone using heat and attribute information corresponding to the weld from the heat affected zone of the heat transfer analysis result. ) May be provided.

여기서, 온도이력, 재질, 열영향부 영역의 기하적 특성치는 경계조건 산출용 파라미터일 수 있다.Here, the geometric characteristic values of the temperature history, the material, and the heat affected zone may be parameters for calculating boundary conditions.

경계조건 산출부는 경계조건 산출용 파라미터를 입력값으로 하여 용접변형 간이 해석용 경계조건을 계산하는 알고리즘을 구비하고 있을 수 있다.The boundary condition calculation unit may include an algorithm for calculating boundary conditions for simple analysis of welding deformation using the parameter for boundary condition calculation as an input value.

경계조건 산출부의 경계조건 계산 알고리즘은 열량을 입력 파라미터로 가지는 열탄소성해석법(Thermal elasto-plastic analysis)과 등가 하중법(Equivalent forces method) 또는 용접부에 대한 고유변형도를 재료 물성치인 열팽창계수로 이용하는 해석방법 등에서 제공하는 수식으로 정의될 수 있고, 본 실시예에서는 특정 수식으로 한정되지 않을 수 있다.The boundary condition calculation algorithm of the boundary condition calculation unit uses a thermal elasto-plastic analysis with equivalent heat as an input parameter, an equivalent force method, or the inherent strain of the weld as a thermal expansion coefficient, which is a material property. It may be defined by a formula provided by the analysis method, and the like, and may not be limited to a specific formula in this embodiment.

용접변형 해석 모듈(160)은 경계조건 매핑 모듈(140)로부터 전달받은 중립 파일 포맷 형태의 유한요소 모델(D)을 이용하여 용접변형 해석을 수행하는 해석 솔버를 포함할 수 있다.The weld deformation analysis module 160 may include an analysis solver for performing weld deformation analysis by using the finite element model D having a neutral file format received from the boundary condition mapping module 140.

후처리 모듈(170)은 용접변형 해석 모듈(160)로부터 전달받은 변형 해석 결과를 변위별, 응력별, 비용별로 구분하여 용접변형에 관한 각종 정보를 표시하도록 구성될 수 있다.The post-processing module 170 may be configured to display various information about the welding deformation by dividing the deformation analysis result received from the welding deformation analysis module 160 by displacement, stress, and cost.

예컨대, 후처리 모듈(170)은 변형 해석 결과를 이용하여 품질비용을 산출하는 품질비용 산출부와, 변형 해석 결과를 이용하여 횡방향 수축과, 종방향 수축과, 면외변형을 그래프 또는 텍스트 형태로 출력하는 수축량 평가부와, 용접변형 전과 용접변형 후의 치수 품질 불량에 대한 각각의 품질비용을 산출하여 비교함에 따라 품질 만족도를 판단하는 품질 만족도 판단부와, N곳의 용접부가 만들어내는 N!가지의 용접순서의 조합이 N번의 해석으로 결정되도록 그룹화하는 과정을 이용하여 용접 최적 순서를 판단하는 최적 순서 판단부와, 불량면적비율을 이용하여 공정별 공차를 평가하는 공정별 공차 평가부와, 해석 대상 모델의 기하치수에 대한 정규 설계값과 변형 해석 결과에 대한 해석 결과값을 상호 비교하여 박판 좌굴이 일어나는 부위를 체크하는 박판좌굴 평가부를 포함할 수 있다.For example, the post-processing module 170 may include a quality cost calculator that calculates a quality cost using a deformation analysis result, a lateral shrinkage, a longitudinal shrinkage, and an out-of-plane deformation in the form of a graph or text using the deformation analysis result. Shrinkage evaluation unit for outputting, quality satisfaction judgment unit for judging quality satisfaction by calculating and comparing each quality cost for dimensional quality defects before welding deformation and after welding deformation, and N! Optimal order determination unit to determine the optimal welding order using the grouping process so that the combination of welding order is determined by N analysis, and tolerance evaluation by process to evaluate the tolerance by process using the defective area ratio Compare the normal design value of the geometric dimension of the model with the analysis result of the deformation analysis to check the site where sheet buckling occurs. It may include a plate buckling evaluation.

예컨대, 품질비용 산출부는 해석 대상 모델의 기하치수에 대한 정규 설계값과 해석 결과값을 이용하여 이에 대한 오차량을 산출하고, 산출된 오차량을 제거하여 해석 대상 모델에 대한 품질을 만족시킬 수 있는 품질비용을 산출하도록 구성될 수 있다.For example, the quality cost calculation unit calculates an error amount using the normal design value and the analysis result value of the geometric dimension of the analysis target model, and removes the calculated error amount to satisfy the quality of the analysis target model. It can be configured to calculate the quality cost.

즉, 품질비용이란 정규 설계값과 해석 결과값간 치수적 비교 평가를 비용으로 환산한 것으로서, 블록 조립에서 발생하는 치수 불량은 다음과 같은 영향을 발생시킬 수 있다.In other words, the quality cost is the cost of dimensional comparison evaluation between the normal design value and the analysis result value, and the dimensional defects generated in the block assembly may have the following effects.

첫째, 두 블록 간의 간격이 용접에 필요한 적정갭보다 클 경우 과다갭이라는 품질 불량으로 정의될 수 있고 이와 같이 발생된 과다갭은 추가적인 용접 시간과 노력이 요구될 수 있다. 이러한 추가적인 용접 작업은 품질비용으로 산출할 수 있다.First, if the gap between the two blocks is larger than the proper gap required for welding, it can be defined as a poor quality called an overgap, and the generated excess gap may require additional welding time and effort. This additional welding operation can be calculated at quality cost.

예컨대, 과다갭으로부터 발생되는 품질비용을 표준 적정갭의 용접에 사용되는 용접부 단면면적과 과다갭에서 발생하는 용접작업 단면면적을 비례식으로 계산하여 과다갭의 품질비용적 영향도가 산출될 수 있다.For example, the quality cost effect of the excess gap can be calculated by calculating the quality cost generated from the excess gap proportionally by the cross section area of the welded portion used for the welding of the standard titration gap and the cross section area of the welding operation generated in the excess gap.

둘째, 두 블록 사이의 간격이 용접에 필요한 적정갭보다 작을 경우 블록 조립 시 블록들이 서로 맞부딪쳐 접합면의 상태를 좋지 않게 하기 때문에 두 블록이 인접하는 단부를 절단해야하는 추가적인 절단 시간과 노력이 요구될 수 있다. 이러한 추가적인 절단 작업은 품질비용으로 산출될 수 있다. 즉, 절단이 필요한 부위는 그 절단길이를 활용하여 품질불량의 비용으로 산출할 수 있는데, 일반적으로 조선 생산에서 사용되는 산소-아세틸렌 절단 방법은 부재의 두께에 상관없이 일정한 절단속도를 가질 수 있으므로 이와같은 절단의 품질비용 산출과정에서는 앞서 설명한 과다갭에 따른 품질비용 산출과는 다르게 부재의 두께가 사용되지 않는 특징을 가질 수 있다. 따라서, 절단의 품질비용은 재절단이 필요한 길이(단위 : 미터)와 미터당 표준 절단작업의 소요시간을 곱하여 절단 부위의 품질비용으로 산정될 수 있다.Second, if the gap between the two blocks is smaller than the proper gap required for welding, additional cutting time and effort to cut the adjacent end of the two blocks will be required because the blocks collide with each other during the assembly of the blocks, thus degrading the joint surface. Can be. This additional cutting operation can be calculated at quality cost. That is, the part that needs to be cut can be calculated at the cost of poor quality by using the cutting length. In general, the oxygen-acetylene cutting method used in shipbuilding can have a constant cutting speed regardless of the thickness of the member. In the process of calculating the quality cost of the same cutting, the thickness of the member may be different from that of the quality cost calculation according to the excessive gap described above. Thus, the quality cost of the cut can be estimated as the quality cost of the cut site by multiplying the length (in meters) required for recutting by the time required for a standard cut per meter.

셋째, 두 블록들 간에 단차가 발생할 경우 용접 조립 전에 단차를 제거하는 추가적인 작업 시간과 노력이 요구될 수 있다. 이러한 단차 제거 작업은 품질비용으로 산출될 수 있다. 예컨대, 용접변형 해석 모듈(160)의 해석 솔버로부터 계산된 조립 부위의 예상 변형량 프로파일과 그 부재의 속성정보(두께, 강종, 용접부 특성 등)를 조합하여 그 단차를 제거하기 위해 투입되는 기계적 에너지(단위 : J)를 산출하여 용접 변형의 생산 영향도를 품질불량의 비용으로 산출할 수 있다.Third, if a step occurs between the two blocks, additional work time and effort to remove the step before welding assembly may be required. This step removal operation can be calculated at the cost of quality. For example, by combining the estimated deformation amount profile of the assembly site calculated from the analysis solver of the weld deformation analysis module 160 with the attribute information (thickness, steel grade, weld characteristics, etc.) of the member, the mechanical energy inputted to remove the step ( Unit: J) can be calculated to produce the impact of welding deformation at the cost of poor quality.

또한, 상기 첫째와 둘째에서 계산한 품질불량 비용 산출 과정을 통해 면내 수축변형과 면외 변형에 대한 생산 영향도를 비용적으로 평가하고 합산하여 용접 변형의 위험도가 정량적으로 표현될 수 있다.In addition, the risk of welding deformation can be expressed quantitatively by cost-assessing and summing the production influences on in-plane shrinkage deformation and out-of-plane deformation through the quality cost calculation process calculated in the first and second.

이외에도, 품질비용은 용접변형을 고려한 예측값, 즉 본 실시예를 통해 얻을 수 있는 해석 결과값과, 용접 후 실제 계측값을 이용하여 품질비용으로 산출될 수도 있다.In addition, the quality cost may be calculated as the quality cost using the predicted value considering the welding deformation, that is, the analysis result value obtained through the present embodiment and the actual measured value after welding.

이하, 도 3 내지 도 14를 통해서, 용접변형의 생산 영향도 평가 시스템의 상세 구성 및 방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the detailed configuration and method of the production impact evaluation system for welding deformation will be described with reference to FIGS. 3 to 14.

도 3은 도 2에 도시된 형상 정의 모듈의 선택부를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a diagram for describing a selection unit of the shape definition module illustrated in FIG. 2.

도 3을 참조하면, 형상 정의 모듈(110)은 선택부에 의해 형상정의작업 선택창(111)을 화면상에 표시할 수 있다.Referring to FIG. 3, the shape definition module 110 may display the shape definition job selection window 111 on the screen by the selection unit.

형상정의작업 선택창(111)에는 사전 형상 정의부 선택 아이콘(112)과, 파라메트릭 모델링부 선택 아이콘(113)과, 기본정보 등을 입력하고 다음 단계로 넘어갈 수 있는 확인 버튼, 또는 형상정의작업 선택창(111)을 닫을 수 있는 취소 버튼 등이 마련되어 있을 수 있다.In the shape defining operation selection window 111, a pre-shape definition part selection icon 112, a parametric modeling part selection icon 113, basic information, etc. can be input and a confirmation button or a shape definition operation can be moved to the next step. A cancel button may be provided to close the selection window 111.

사용자 마우스 등에 의해 사전 형상 정의부 선택 아이콘(112)이 지정되고, 확인 버튼을 누를 경우, 파일명 입력창이 활성화될 수 있다.If the user selects the preset shape definition part selection icon 112 by a mouse or the like and presses the OK button, the file name input window may be activated.

이와 달리, 사용자 마우스 등에 의해 파라메트릭 모델링부 선택 아이콘(113)이 지정되고, 확인 버튼을 누를 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 파라메트릭 초기 작업창(113a)이 활성화될 수 있다.Alternatively, the parametric modeling unit selection icon 113 is designated by a user mouse or the like, and when the OK button is pressed, the parametric initial work window 113a may be activated as shown in FIG. 4.

사용자는 컴퓨터 인터페이스 등을 이용하여, 중립파일 형식의 해석 대상 모델 파일과 속성정보가 포함된 텍스트파일을 읽어들일 수 있고, 이렇게 읽어 들였을 때 각각의 부재 특성에 따라 해석 대상 부재를 필터링 할 수 있다.The user can read the analysis target model file and the text file including the attribute information in the neutral file format by using a computer interface, etc., and when the reading is performed, the analysis target member can be filtered according to the characteristics of each member.

즉, 캐드 시스템에 관련된 해석 대상 모델(A)은 사전 형상 정의부를 통해 필터링되어 기하정의 처리 모듈(120)로 전달 및 입력될 수 있다(도 2 참조).That is, the analysis target model A related to the CAD system may be filtered and transmitted to the geometric processing module 120 through the pre-shape definition unit (see FIG. 2).

도 4는 도 3의 파라메트릭 모델링부를 설명하기 위한 캡쳐도이고, 도 5는 도 4의 파라메트릭 모델링부의 구체적인 사용방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a capture diagram for describing the parametric modeling unit of FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram for describing a specific method of using the parametric modeling unit of FIG. 4.

도 4를 참조하면, 캐드 정보가 준비되지 않은 초기 설계 단계나 개념 설계 단계라 하더라도, 사용자는 파라메트릭 초기 작업창(113a)을 통해 새로운 템플릿을 만들거나 이전 작업 템플릿을 불러올 수 있다.Referring to FIG. 4, even in an initial design stage or a concept design stage in which CAD information is not prepared, a user may create a new template or retrieve an old task template through the parametric initial task window 113a.

사용자는 파라메트릭 방식 또는 템플릿 방식으로 평중조 블록, 평대조 블록, 곡 블록 등과 같은 해석 대상 모델(A')(도 5 참조)을 모델링할 수 있다.The user may model an analysis target model A '(see FIG. 5), such as a flat weight block, a flat balance block, a song block, or the like in a parametric or template manner.

도 5를 참조하여 해석 대상 모델(A')의 모델링에 따르면, 사용자가 파라메트릭 모델링부에 관련된 단계별 각종 컴퓨터 인터페이스를 통해 주판, 론지, 프레임, 거더 등의 주요 부재에 대한 치수, 부재 관리치수, 개수 등을 입력할 경우, 파라메트릭 모델링부가 자동으로 모델링을 수행할 수 있다.According to the modeling of the analysis target model (A ') with reference to Figure 5, the user through the various computer interfaces associated with the parametric modeling unit, the dimensions, member management dimensions, If a number is input, the parametric modeling unit may automatically perform modeling.

위와 같은 방식으로 파라메트릭 모델링부는 프레임조립에 대응하게 프레임을 모델링하고, 모델링한 프레임을 중조립모델에 추가 및 결합하여 프레임조립모델을 완성할 수 있다.In the above manner, the parametric modeling unit models the frame corresponding to the frame assembly, and adds and combines the modeled frame to the heavy assembly model to complete the frame assembly model.

예컨대, 프레임조립모델은 선체의 캐드 정보가 준비되지 않은 초기 설계 단계나 개념 설계 단계에서 작업자가 파라메트릭 모델링부를 사용하여 손쉽게 모델링한 해석 대상 모델(A')일 수 있다.For example, the frame assembly model may be an analysis target model A ′ that is easily modeled by a worker using a parametric modeling unit in an initial design stage or a concept design stage in which the CAD information of the hull is not prepared.

해석 대상 모델(A')은 기하정의 처리 모듈(120)에 의해 기하형상(B)을 포함한 중립 포맷 형태의 기하정보(121)가 된다.The analysis target model A 'becomes geometric information 121 in a neutral format form including the geometry B by the geometry processing module 120.

도 6은 도 2에 도시된 요소망 생성 모듈을 설명하기 위한 캡쳐도이다.FIG. 6 is a capture diagram illustrating the element network generating module illustrated in FIG. 2.

도 6을 참조하면, 요소망 생성 모듈(130)은 기하형상(B)을 포함한 기하정보(121), 부재속성정보(122), 용접선정보(123), 데이터베이스관리부(103)의 용접부 요소크기 DB, 권고 요소크기 계산식을 이용하여 요소망 처리값(C)을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 6, the element network generating module 130 includes the geometric information 121 including the geometric shape B, the member property information 122, the weld line information 123, and the weld element size DB of the database manager 103. In addition, the mesh processing value (C) can be generated using the recommended element size calculation formula.

요소망 생성 모듈(130)의 요소크기 입력창(131)에서는 용접부 요소크기 DB에 존재하는 요소크기에 대한 정보 또는 권고 요소크기 계산식에 의해 산출한 요소크기의 기본값이 요소크기 제어 항목(131a, 131b)에 표시될 수 있다.In the element size input window 131 of the element network generating module 130, the element size control item 131a or 131b is set to the default value of the element size calculated by the recommended element size calculation formula or information on the element size existing in the weld element size DB. ) May be displayed.

기본적으로 요소크기 제어 항목(131a, 131b)의 수치는 용접부 인접절점 처리부와 자동 요소망 처리부 및 권고 요소크기 계산식에 의해 산출된 후 자동으로 요소크기 입력창(131)에 표시될 수 있다.Basically, the numerical value of the element size control items 131a and 131b may be automatically displayed on the element size input window 131 after being calculated by the welded adjacent node processing unit, the automatic element network processing unit, and the recommended element size calculation formula.

이후, 사용자는 요소크기 제어 항목의 수치(131a, 131b)를 수정하여 반자동으로 요소크기를 입력할 수 있다.Thereafter, the user may input the element size semi-automatically by modifying the numerical values 131a and 131b of the element size control item.

여기서, 요소크기 제어 항목에서 맞대기 용접부 또는 필렛 용접부의 요소크기의 수치(131a)는 기본 요소의 요소크기의 수치(131b)에 비해 상대적으로 조밀하게 정해질 수 있다.Here, in the element size control item, the numerical value 131a of the element size of the butt welded portion or the fillet welded portion may be determined relatively densely compared to the numerical value 131b of the element size of the basic element.

사용자가 요소크기 입력창(131)의 모델생성 버튼을 누를 경우, 요소망이 기하형상에 적용된 요소망 처리값(C)이 생성될 수 있다.When the user presses the model generation button of the element size input window 131, the mesh processing value C to which the mesh is applied to the geometry may be generated.

이때, 요소망 처리값(C)에는 각 용접부에 해당하는 요소ID(W)가 부여된다.At this time, element ID (W) corresponding to each welding part is attached to element network process value (C).

요소ID(W)에는 도 2에 도시된 경계조건 매핑 모듈(140)에 의해 경계조건이 자동으로 부여될 수 있다.The boundary ID may be automatically assigned to the element ID W by the boundary condition mapping module 140 illustrated in FIG. 2.

도 7은 도 2에 도시된 경계조건 계산 모듈을 설명하기 위한 캡쳐도이고, 도 8은 도 7에 도시된 메시(mesh) 미리 보기 화면의 캡쳐도이다.FIG. 7 is a capture diagram for explaining the boundary condition calculation module shown in FIG. 2, and FIG. 8 is a capture diagram of the mesh preview screen shown in FIG. 7.

도 7을 참조하면, 경계조건 계산 모듈(150)은 용접부에 대한 경계조건을 산출하기 위해 파라메트릭 용접부 모델링부에 의해 구현되는 템플릿 선택창(151)을 제공할 수 있다. 템플릿 선택창(151)을 통해서 필렛용접(152) 또는 맞대기용접(153)이 선택될 수 있다.Referring to FIG. 7, the boundary condition calculation module 150 may provide a template selection window 151 implemented by the parametric weld modeling unit to calculate the boundary condition for the weld. The fillet welding 152 or the butt welding 153 may be selected through the template selection window 151.

만일, 필렛용접(152)이 선택될 경우, 경계조건 산출 작업창(158)이 표시되고, 그 곳에서 기본적인 필렛용접에 관한 세부 항목이 표시될 수 있다.If the fillet welding 152 is selected, the boundary condition calculation work window 158 is displayed, where detailed items relating to the basic fillet welding can be displayed.

이때, 맞대기용접(153)에 관한 세부 항목(153a)은 비 활성화 상태로 흐리게 표시될 수 있다.In this case, the detail item 153a regarding the butt welding 153 may be displayed in a gray state in a deactivated state.

반면, 맞대기용접(153)이 선택될 경우, 기본적인 필렛용접에 관한 세부 항목과 함께 맞대기용접(153)에 관한 세부 항목(153a)도 모두 활성화되어 표시될 수 있다.On the other hand, when the butt welding 153 is selected, all the details 153a regarding the butt welding 153 may be activated and displayed together with the details about the basic fillet welding.

또한, 경계조건 산출 작업창(158)의 우측 부위에는 필렛용접(152) 또는 맞대기용접(153)의 선택에 대응한 열전달 해석용 기하 모델(예: 용접부)이 표시될 수 있다.In addition, a geometric model for heat transfer analysis (eg, a weld) corresponding to the selection of the fillet welding 152 or the butt welding 153 may be displayed on the right portion of the boundary condition calculation work window 158.

파라메트릭 용접부 모델링부는 열전달 해석용 기하 모델에 대하여 요소망의 메시(mesh)를 생성 및 부여하는 역할도 담당할 수 있다.The parametric weld modeling unit may also play a role in generating and assigning a mesh of the element network to the geometric model for heat transfer analysis.

사용자가 경계조건 산출 작업창(158)의 좌측 하단에 배치된 메시 미리보기 버튼(154)을 누를 경우, 도 8에 도시된 바와 같은 메시 미리 보기 화면(154a)이 표시될 수 있다.When the user presses the mesh preview button 154 disposed at the lower left of the boundary condition calculation task window 158, the mesh preview screen 154a as shown in FIG. 8 may be displayed.

도 8을 참조하면, 메시 미리 보기 화면(154a)에는 열전달 해석용 기하 모델(예: 용접부)의 2차원 또는 3차원 형체 및 구조를 나타내는 메시(mesh)가 표시될 수 있다.Referring to FIG. 8, a mesh preview screen 154a may display a mesh representing a two-dimensional or three-dimensional shape and a structure of a geometric model (eg, a weld) for heat transfer analysis.

도 7을 참조하면, 또한, 경계조건 산출 작업창(158)의 우측 하단에 배치된 해석 버튼(157)을 누를 경우, 열전달 해석부와 경계조건 산출부가 연동하여 경계조건을 도 10에 도시된 바와 같이 산출하게 된다.Referring to FIG. 7, in addition, when the analysis button 157 disposed on the lower right side of the boundary condition calculation work window 158 is pressed, the boundary condition is interlocked with the heat transfer analyzing unit and the boundary condition calculation unit as shown in FIG. 10. Will be calculated together.

도 9는 도 2에 도시된 경계조건 매핑 모듈과 경계조건 계산 모듈에 의한 경계조건 계산 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a boundary condition calculation method by the boundary condition mapping module and the boundary condition calculation module shown in FIG. 2.

도 9를 참조하면, 경계조건 매핑 모듈(140)은 요소망 생성 모듈로부터 하중 조건 산출용 입력변수를 전달 받는다(S110).Referring to FIG. 9, the boundary condition mapping module 140 receives an input variable for calculating a load condition from the element network generating module (S110).

하중 조건 산출용 입력변수는 기하학적 형상, 재질, 용접부 종류(용접공정), 기하치수 등이 될 수 있다.Input parameters for calculating the load condition may be a geometric shape, material, weld type (welding process), geometric dimensions, and the like.

경계조건 매핑 모듈(140)은 하중 조건 산출용 입력변수를 쿼리(query)로 사용하여, 쿼리에 매칭되는 경계조건이 경계조건 DB에 존재하는지 확인한다(S120).The boundary condition mapping module 140 checks whether a boundary condition matching the query exists in the boundary condition DB using the load variable calculation input variable as a query (S120).

만일, 존재할 경우에는 자동으로 경계조건 DB에서 가져와 경계조건 매핑 모듈(140)에서 이용한다(S180).If there is, it is automatically taken from the boundary condition DB and used by the boundary condition mapping module 140 (S180).

반대로, 존재하지 않을 경우에는 경계조건 매핑 모듈(140)은 경계조건 계산 모듈(150)에게 경계조건 계산을 요청한다.On the contrary, if it does not exist, the boundary condition mapping module 140 requests the boundary condition calculation module 150 to calculate the boundary condition.

파라메트릭 용접부 모델링부에 의해서, 경계조건 계산 모듈(150)은 템플릿 기반으로 기하학적 형상, 재질, 용접부 종류, 기하치수를 이용하여 열전달 해석용 기하 모델을 생성한다(S130). 경계조건 계산 모듈(150)은 상기 기하 모델에 요소망을 부여하여 기하 모델 요소망을 생성한다(S140).By the parametric weld modeling unit, the boundary condition calculation module 150 generates a geometric model for heat transfer analysis using a geometric shape, a material, a weld type, and a geometric dimension based on a template (S130). The boundary condition calculation module 150 generates a geometric model element network by applying an element network to the geometric model (S140).

열전달 해석부에 의해서, 경계조건 계산 모듈(150)은 기하 모델 요소망을 이용하여 열전달 해석을 수행함으로써 열영향부 영역(Heat Affect Zone : HAZ)을 포함한 열전달 해석결과물을 출력한다(S150).By the heat transfer analysis unit, the boundary condition calculation module 150 outputs a heat transfer analysis result including a heat affected zone (HAZ) by performing a heat transfer analysis using a geometric model element network (S150).

열영향부 영역(HAZ)은 도 8을 통해 참조될 수 있다.The heat affected zone HAZ may be referred to through FIG. 8.

경계조건 산출부에 의해서, 경계조건 계산 모듈(150)은 열전달 해석결과물로부터 경계조건 산출용 파라미터를 추출한다(S160). 여기서, 경계조건 산출용 파라미터는 온도이력, 재질, 열영향부 영역의 기하적 특성치일 수 있다. 경계조건 계산 모듈(150)은 상기 경계조건 산출용 파라미터를 이용하여 용접변형 간이 해석용 경계조건을 계산한다(S170). 계산된 용접변형 간이 해석용 경계조건은 경계조건 매핑 모듈(140)에서 이용되거나(S180), 데이터베이스관리부의 경계조건 DB에 저장된다(S181).By the boundary condition calculation unit, the boundary condition calculation module 150 extracts the boundary condition calculation parameter from the heat transfer analysis result (S160). Here, the parameter for calculating the boundary condition may be a geometric characteristic value of the temperature history, the material, and the heat affected zone. The boundary condition calculation module 150 calculates the boundary condition for simple analysis of welding deformation using the boundary condition calculation parameter (S170). The calculated boundary condition for welding deformation simple analysis is used in the boundary condition mapping module 140 (S180) or stored in the boundary condition DB of the database manager (S181).

경계조건 산출부는 앞서 언급한 바와 같이, 파라미터 추출 커스텀 커맨드(custom command)와, 경계조건 산출용 파라미터를 입력값으로 하여 용접변형 간이 해석용 경계조건을 계산하는 알고리즘을 포함할 수 있다.As mentioned above, the boundary condition calculation unit may include a parameter extraction custom command and an algorithm for calculating the boundary condition for welding deformation simple analysis using the parameter for boundary condition calculation as an input value.

도 10은 도 2에 도시된 후처리 모듈의 수축량 평가 모듈의 캡쳐도이다.10 is a capture diagram of the shrinkage evaluation module of the post-processing module shown in FIG.

도 10을 참조하면, 후처리 모듈은 용접변형 해석 모듈로부터 전달받은 변형 해석 결과를 변위별, 응력별, 비용별로 구분하여 용접변형에 관한 각종 정보를 표시하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 10, the post-processing module may be configured to display various information on welding deformation by dividing the deformation analysis result received from the welding deformation analysis module by displacement, stress, and cost.

예컨대 수축량 평가창(171)에는 결과세트, 결과종류(변위별, 응력별, 비용별), 변형형상(변형 후, 변형전, 변형 후 + 변형 전, 실제 변형 스케일), 태그(최대 값, 최소 값), 텍스트/그래프 출력 형식의 용접변형에 관한 각종 정보가 선택에 의해 디스플레이될 수 있도록 구성되어 있다.?For example, the shrinkage evaluation window 171 includes a result set, a result type (by displacement, stress, and cost), a deformation shape (after deformation, before deformation, after deformation + before deformation, actual deformation scale), a tag (maximum value, minimum value). Value), and a variety of information regarding the weld deformation in the text / graph output format can be displayed by selection.

예컨대, 도 11 및 도 12는 도 10의 수축량 평가 모듈을 통해 출력되는 그래프들이다.For example, FIGS. 11 and 12 are graphs output through the shrinkage evaluation module of FIG. 10.

도 11과 도 12를 통해 알 수 있듯이, 용접변형에 의한 최대 값(Max), 최소 값(Min)을 변위 또는 오차량의 형태로 기하형상과 함께 표시될 수 있다.11 and 12, the maximum value Max and the minimum value Min due to welding deformation may be displayed together with the geometry in the form of displacement or error amount.

도 13은 도 2에 도시된 후처리 모듈의 공정별 공차 평가부와 품질 만족도 판단부의 평가 방법을 설명하기 위한 모식도이다.FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an evaluation method of a tolerance evaluation unit and a quality satisfaction determination unit for each process of the post-processing module illustrated in FIG. 2.

변형 해석 결과에 따른 기하형상으로서 주판(108)을 예로 들면, 공정별 공차 평가부와 품질 만족도 판단부는 발생이 예측된 용접 변형이 생산 사양서에 기록된 고객의 품질 요구를 만족하는지를 판단하는 역할을 담당할 수 있다.Taking the abacus 108 as a geometry according to the deformation analysis result, the tolerance evaluation unit and the quality satisfaction judgment unit for each process are responsible for determining whether the weld deformation predicted to occur satisfies the customer's quality requirements recorded in the production specification. can do.

이러한 품질 요구는 허용범위라는 형식으로 표현되고, 실제 생산 전 설계나 생산 계획 단계에서 제품의 품질이 어느 정도 허용범위를 만족할 수 있는지 정량적으로 표현할 필요성이 있으며, 만약 허용범위를 벗어난 부위가 있을 경우에는 재작업을 통해 허용범위를 만족시켜야 하므로 요구되는 재작업이 어느 정도 시간이 걸리는지 평가하는 품질비용적 고찰이 필요하다.This quality requirement is expressed in the form of tolerance, and it is necessary to express quantitatively how much the quality of the product can be satisfied in the actual pre-production design or production planning stage. The rework requires that the tolerance be met, so a quality cost consideration is needed to evaluate how long the required rework takes.

일반적으로 허용범위를 벗어나는 면외변형은 가열과 냉각을 반복하는 곡직과 같은 추가적인 가열 작업을 수반하므로, 허용범위를 벗어난 정도와 그에 상응하는 면적정보를 이용하여 논리적 수식을 기반으로 계산할 수 있으며, 면외변형에 따른 불량면적비율을 통해서 주판(108)의 Z방향 오차 허용범위를 판단할 수 있다.In general, out-of-plane deformations involve extra heating operations, such as curvature, which repeats heating and cooling, so they can be calculated based on logical formulas using out-of-permissible ranges and corresponding area information. The allowable area ratio according to the Z direction error tolerance of the main plate 108 can be determined.

불량면적비율이란 주판(108)의 전체 면적 대비, 기준면(M)을 기준으로 오차 허용범위(N)(+값 또는 -값)를 벗어나는 주판 면적의 비율로 정의될 수 있다.The defective area ratio may be defined as a ratio of the total area of the abacus 108 to the abacus area outside the tolerance tolerance N (+ value or − value) based on the reference plane M.

도 13에서는 주판(108)은 2차원 형상을 간략하게 도시되어 있을 뿐, 3차원 형상을 가질 수 있다.In FIG. 13, the abacus 108 is merely shown a two-dimensional shape and may have a three-dimensional shape.

즉, 불량면적비율은 주판(108)의 전체 면적이 분모가 되고, 기준면(M)을 기준으로 오차 허용범위(N)(+값 또는 -값)를 벗어나는 주판면의 면적이 분자가 되는 비율일 수 있다.That is, the defective area ratio is a ratio in which the entire area of the main plate 108 becomes the denominator, and the area of the main plate surface that is outside the error tolerance range N (+ value or-value) becomes the numerator based on the reference plane M. Can be.

이를 위해서, 후처리 모듈의 공정별 공차 평가부는 용접변형 해석 모듈로부터 전달받은 변형 해석 결과에서 변형량(예컨대, 공정별 공차 평가부는 관심부재에서의 면외변형량 값)을 추출하고, 오차 허용범위 정의면이 되는 기준면(M)을 생성하고, 오차 비교를 통해 불량면적비율을 계산한다.To this end, the process-specific tolerance evaluation unit of the post-processing module extracts the deformation amount (for example, the process-specific tolerance evaluation unit the out-of-plane deformation value of the member of interest) from the deformation analysis result received from the welding deformation analysis module, The reference plane M is generated, and the defective area ratio is calculated by comparing the errors.

도 14는 도 2에 도시된 후처리 모듈에 의해 예시적으로 출력되는 그래프이다.FIG. 14 is a graph output by the post-processing module illustrated in FIG. 2.

도 14를 참조하면, 그래프에는 불량면적비율과 오차 허용범위가 표시되어 있다.Referring to FIG. 14, the graph shows the defective area ratio and the error tolerance.

사용자는 용접 변형에 따른 오차 허용범위에 따라 불량면적비율을 손쉽게 체크할 수 있어서, 오차 허용범위의 만족도를 직관적으로 판단할 수 있게 된다.The user can easily check the defective area ratio according to the error tolerance according to the welding deformation, so that the satisfaction of the error tolerance can be intuitively determined.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 용접변형의 생산 영향도 평가 시스템과 그 방법에서 설명된 내용은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.In addition, the production impact evaluation system of the welding deformation according to an embodiment of the present invention and the contents described in the method can be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means can be recorded on a computer readable medium. Computer-readable media may include, alone or in combination with the program instructions, data files, data structures, and the like.

컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용가능한 것일 수도 있다. 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM) 플래시 매모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라, 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.The program instructions recorded on the computer readable medium may be those specially designed and constructed for the present invention, or may be known and available to those skilled in the computer software arts. Magnetic media, optical media such as CD-ROMs, DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, and ROMs, RAMs Hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as flash memory). In addition, the above-described medium may be a transmission medium such as an optical or metal wire, a waveguide, or the like including a carrier wave for transmitting a signal specifying a program command, a data structure, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며 그 역도 마찬가지이다.The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention and vice versa.

이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Such a technical configuration of the present invention will be understood by those skilled in the art that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is represented by the following claims rather than the foregoing description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts are included in the scope of the present invention. Should be interpreted.

103 : 데이터베이스관리부 110 : 형상 정의 모듈
120 : 기하정의 처리 모듈 130 : 요소망 생성 모듈
140 : 경계조건 매핑 모듈 150 : 경계조건 계산 모듈
160 : 용접변형 해석 모듈 170 : 후처리 모듈
103: database management unit 110: shape definition module
120: geometric definition processing module 130: element network generation module
140: boundary condition mapping module 150: boundary condition calculation module
160: welding deformation analysis module 170: post-processing module

Claims (13)

해석 대상 모델의 기하학적인 정의를 수행하는 형상 정의 모듈과,
상기 해석 대상 모델에 대한 속성을 정의하여 기하정보, 부재속성정보, 용접선정보로 저장하는 기하정의 처리 모듈과,
상기 기하정보, 부재속성정보, 용접선정보를 이용하여 요소망을 생성하고, 하중 조건 산출용 입력변수를 포함한 요소망 처리값을 생성하는 요소망 생성 모듈과,
상기 하중 조건 산출용 입력변수에 매칭되는 경계조건을 찾거나 경계조건 계산요청을 처리하여 유한요소 모델을 생성하는 경계조건 매핑 모듈과,
상기 경계조건 계산요청에 따라 용접변형 해석용 경계조건을 계산하여 상기 경계조건 매핑 모듈에 전달하는 경계조건 계산 모듈과,
상기 유한요소 모델을 이용하여 용접변형 해석을 수행하는 용접변형 해석 모듈과,
상기 용접변형 해석 모듈의 변형 해석 결과를 가공하여 용접변형의 생산 영향도를 평가하는 자료로서 출력하는 후처리 모듈을 포함하는
용접변형의 생산 영향도 평가 시스템.
A shape definition module for performing geometric definition of the model to be analyzed;
A geometric definition processing module for defining attributes for the analysis target model and storing them as geometric information, member property information, and weld line information;
A mesh generating module for generating meshes using the geometric information, member property information, and weld line information, and generating mesh processing values including input variables for calculating load conditions;
A boundary condition mapping module for finding a boundary condition matching the input variable for calculating the load condition or processing a boundary condition calculation request to generate a finite element model;
A boundary condition calculation module for calculating a boundary condition for welding deformation analysis according to the boundary condition calculation request and transferring the boundary condition to the boundary condition mapping module;
A welding deformation analysis module for performing welding deformation analysis using the finite element model;
And a post-processing module for processing the deformation analysis result of the welding deformation analysis module and outputting it as data for evaluating the production influence of the welding deformation.
Production impact assessment system of weld deformation.
제 1 항에 있어서,
상기 형상 정의 모듈은,
템플릿(template) 기반으로 해석 대상 모델에 사용된 부재 종류별 기하학적 형상, 내부재, 크기, 위치 등에 대한 주요 파라미터(parameter) 만을 선택하는 것으로 관련 구성 요소를 포함하여 해석 대상 모델을 정의 및 구성하는 파라메트릭(parametric) 모델링부와,
캐드 시스템과 인터페이스하는 캐드 기반의 사전 형상 정의부와,
파라메트릭(parametric) 모델링부 및 사전 형상 정의부 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있게 형상정의작업 선택창을 제공하는 선택부를 포함하는
용접변형의 생산 영향도 평가 시스템.
The method of claim 1,
The shape definition module,
A parametric that defines and constructs the model to be analyzed, including related components, by selecting only the main parameters for the geometry, internals, size, and position of each member type used in the model to be analyzed based on the template. (parametric) modeling unit,
CAD-based pre-shape definitions that interface with CAD systems,
It includes a selection unit that provides a selection window for defining the shape to select and use any of the parametric modeling unit and the pre-shape definition unit
Production impact assessment system of weld deformation.
제 1 항에 있어서,
상기 기하정의 처리 모듈은,
상기 해석 대상 모델에 대한 속성을 정의하는 부재 속성 정의부와,
상기 부재 속성 정의부에 의해 정의된 해석 대상 모델에 대한 기하정보와 부재속성정보 및 용접선정보를 파일형태로 관리하는 파일 저장부를 포함하는
용접변형의 생산 영향도 평가 시스템.
The method of claim 1,
The geometric processing module,
A member property defining unit defining properties of the analysis target model;
It includes a file storage unit for managing the geometry information, the member property information and weld line information for the analysis target model defined by the member property definition unit in the form of a file;
Production impact assessment system of weld deformation.
제 1 항에 있어서,
상기 요소망 생성 모듈은,
용접부에 대한 요소 생성의 기본 절점(seed node)을 처리하는 용접부 인접절점 처리부와,
상기 기하정의 처리 모듈로부터 입력받은 상기 기하정보, 부재속성정보, 용접선정보를 바탕으로 용접변형 해석에 필요한 요소크기가 데이터베이스관리부의 용접부 요소크기 DB에 있는지 확인한 후, 존재할 경우에 자동으로 요소크기를 가져오도록 구성되어 있는 자동 요소망 처리부와,
권고 요소크기 계산식에 의해 산출한 요소크기의 기본값(default)을 요소크기 입력창을 통해 표시하고, 요소크기 입력창의 세부 항목을 통해서 요소크기를 수정하여 반자동으로 요소크기를 입력시키는 반 자동 요소망 처리부를 포함하는
용접변형의 생산 영향도 평가 시스템.
The method of claim 1,
The element network generation module,
Welded adjacent node processing unit for processing the basic node (seed node) of the element generation for the weld,
Based on the geometric information, the member property information, and the weld line information input from the geometric definition processing module, after confirming that the element size required for the welding deformation analysis is in the weld element size DB of the database manager, the element size is automatically obtained if present. An automatic mesh processing unit configured to come,
Semi-automatic mesh processing unit that displays the default value of the element size calculated by the recommended element size calculation formula through the element size input window and semi-automatically inputs the element size by modifying the element size through the detail items of the element size input window. Containing
Production impact assessment system of weld deformation.
제 1 항에 있어서,
상기 경계조건 매핑 모듈은,
용접변형 해석용 하중 경계조건을 용접부의 요소ID에 부여하여 매핑함에 따라 유한요소 모델을 생성하는 용접부 경계조건 매핑부와,
필렛용접(fillet joint) 또는 맞대기용접(butt joint)을 포함한 용접공정별로 경계조건을 매핑하여 유한요소 모델을 생성하는 공정별 경계조건 매핑부와,
상기 요소망 처리값을 이용하여 확인한 경계조건을 데이터베이스관리부의 경계조건 DB로부터 가져와서 매핑하여 유한요소 모델을 생성하는 DB기반 경계조건 매핑부를 포함하는
용접변형의 생산 영향도 평가 시스템.
The method of claim 1,
The boundary condition mapping module,
Weld boundary condition mapping unit for generating finite element model by mapping load boundary condition for welding deformation analysis to element ID of welding part, and
Per-process boundary condition mapping unit for generating a finite element model by mapping boundary conditions for each welding process including a fillet joint or a butt joint;
It includes a DB-based boundary condition mapping unit for generating a finite element model by mapping the boundary conditions identified by using the element network processing value from the boundary condition DB of the database manager
Production impact assessment system of weld deformation.
제 1 항에 있어서,
상기 경계조건 계산 모듈은,
템플릿 기반으로 기하학적 형상, 재질, 용접부 종류, 기하치수를 이용하여 열전달 해석용 기하 모델과 기하 모델 요소망을 생성하는 파라메트릭 용접부 모델링부와,
상기 기하 모델 요소망을 이용하여 열전달 해석을 수행함으로써 열영향부 영역을 포함한 열전달 해석결과물을 출력하는 열전달 해석부와,
상기 열전달 해석결과물로부터 경계조건 산출용 파라미터를 추출하고, 추출한 경계조건 산출용 파라미터를 이용하여 용접변형 간이 해석용 경계조건을 계산하는 경계조건 산출부를 포함하는
용접변형의 생산 영향도 평가 시스템.
The method of claim 1,
The boundary condition calculation module,
A parametric weld modeling unit for generating geometric models and geometry model elements for heat transfer analysis using geometric shapes, materials, weld types, and geometric dimensions based on templates;
A heat transfer analysis unit for outputting a heat transfer analysis result including a heat affected zone by performing a heat transfer analysis using the geometric model element network;
A boundary condition calculation unit which extracts a boundary condition calculation parameter from the heat transfer analysis result and calculates a boundary condition for welding deformation simple analysis using the extracted boundary condition calculation parameter.
Production impact assessment system of weld deformation.
제 1 항 내지 제 6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 후처리 모듈은,
상기 변형 해석 결과를 이용하여 품질비용을 산출하는 품질비용 산출부와,
상기 변형 해석 결과를 이용하여 횡방향 수축과, 종방향 수축과, 면외변형을 그래프 또는 텍스트 형태로 출력하는 수축량 평가부와,
용접변형 전과 용접변형 후의 치수 품질 불량에 대한 각각의 품질비용을 산출하여 비교함에 따라 품질 만족도를 판단하는 품질 만족도 판단부와,
N곳의 용접부가 만들어내는 N!가지의 용접순서의 조합이 N번의 해석으로 결정되도록 그룹화하는 과정을 이용하여 용접 최적 순서를 판단하는 최적 순서 판단부와,
불량면적비율을 이용하여 공정별 공차를 평가하는 공정별 공차 평가부와,
상기 해석 대상 모델의 기하치수에 대한 정규 설계값과 변형 해석 결과에 대한 해석 결과값을 상호 비교하여 박판 좌굴이 일어나는 부위를 체크하는 박판좌굴 평가부를 포함하는
용접변형의 생산 영향도 평가 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 6,
The post-processing module,
A quality cost calculator for calculating a quality cost using the deformation analysis result;
A shrinkage evaluation unit for outputting the transverse shrinkage, the longitudinal shrinkage, and the out-of-plane deformation in the form of a graph or text by using the deformation analysis result;
A quality satisfaction judgment unit for determining quality satisfaction by calculating and comparing respective quality costs for dimensional quality defects before and after welding deformation;
An optimal order determination unit for determining the optimal welding order by using a grouping process such that the combination of N! Welding orders generated by N welding parts is determined by N analysis;
A tolerance evaluation unit for each process of evaluating tolerances by processes using a defective area ratio;
It includes a thin plate buckling evaluation unit for comparing the normal design value for the geometric dimension of the analysis target model and the analysis result value for the deformation analysis result to check the site where the thin plate buckling occurs
Production impact assessment system of weld deformation.
A) 템플릿 기반의 파라메트릭 모델링부와 캐드 기반의 사전 형상 정의부를 갖는 형상 정의 모듈이 해석 대상 모델의 기하학적인 정의를 수행하는 단계와,
B) 기하정의 처리 모듈이 상기 해석 대상 모델의 속성을 정의하여 기하정보, 부재속성정보, 용접선정보로 저장하는 단계와,
C) 요소망 생성 모듈이 상기 기하정보, 부재속성정보, 용접선정보를 이용하여 요소망을 생성하고, 하중 조건 산출용 입력변수를 포함한 요소망 처리값을 생성하는 단계와,
D) 경계조건 매핑 모듈이 상기 하중 조건 산출용 입력변수에 매칭되는 경계조건을 찾거나 경계조건 계산요청을 처리하여 유한요소 모델을 생성하는 단계와,
E) 상기 경계조건 계산요청에 따라 경계조건 계산 모듈이 용접변형 해석용 경계조건을 계산하여 상기 경계조건 매핑 모듈에 전달하는 단계와,
F) 용접변형 해석 모듈이 상기 유한요소 모델을 이용하여 용접변형 해석을 수행하는 단계와,
G) 후처리 모듈이 상기 용접변형 해석 모듈의 변형 해석 결과를 가공하여 용접변형의 생산 영향도를 평가하는 자료로서 출력하는 단계를 포함하는
용접변형의 생산 영향도 평가 방법.
A) a shape definition module having a template-based parametric modeling unit and a CAD-based pre-shape definition unit performing geometric definition of the model to be analyzed;
(B) the geometric definition processing module defining the attributes of the analysis target model and storing them as geometric information, member property information, and weld line information;
C) the mesh generating module generates the mesh using the geometric information, the member property information and the weld line information, and generates a mesh processing value including input variables for calculating load conditions;
(D) the boundary condition mapping module finding a boundary condition matching the input variable for calculating the load condition or processing the boundary condition calculation request to generate a finite element model;
E) the boundary condition calculation module calculates and transmits the boundary condition for welding deformation analysis to the boundary condition mapping module according to the boundary condition calculation request;
F) welding deformation analysis module performing the welding deformation analysis using the finite element model,
G) post-processing module to process the deformation analysis results of the welding deformation analysis module and output as data for evaluating the production impact of the welding deformation;
Method for evaluating the production impact of weld deformation.
제 8 항에 있어서,
상기 D) 단계에서,
상기 경계조건 매핑 모듈이 요소망 생성 모듈로부터 기하학적 형상, 재질, 용접부 종류(용접공정), 기하치수를 포함한 하중 조건 산출용 입력변수를 전달 받고, 상기 하중 조건 산출용 입력변수를 쿼리(query)로 사용하여, 상기 쿼리에 매칭되는 경계조건이 경계조건 DB에 존재하는지 확인하고, 존재할 경우에 자동으로 경계조건 DB에서 경계조건을 가져와 이용하는
용접변형의 생산 영향도 평가 방법.
The method of claim 8,
In step D),
The boundary condition mapping module receives an input variable for load condition calculation including a geometric shape, material, weld type (welding process), and geometric dimensions from the mesh generating module, and queries the input variable for load condition calculation as a query. Check whether the boundary condition matching the query exists in the boundary condition DB, and automatically obtains the boundary condition from the boundary condition DB when the query exists.
Method for evaluating the production impact of weld deformation.
제 8 항에 있어서,
상기 E) 단계에서,
상기 경계조건 계산 모듈이 파라메트릭 용접부 모델링부에 의해서, 템플릿 기반으로 기하학적 형상, 재질, 용접부 종류, 기하치수를 이용하여 열전달 해석용 기하 모델을 생성하고, 상기 기하 모델에 요소망을 부여하여 기하 모델 요소망을 생성하는
용접변형의 생산 영향도 평가 방법.
The method of claim 8,
In step E),
The boundary condition calculation module generates, by a parametric weld modeling unit, a geometric model for heat transfer analysis using geometric shapes, materials, weld types, and geometric dimensions based on a template, and assigns a mesh to the geometric model to provide a geometric model. Generating mesh
Method for evaluating the production impact of weld deformation.
제 10 항에 있어서,
상기 기하 모델 요소망을 생성한 이후에는,
열전달 해석부가 상기 기하 모델 요소망을 이용하여 열전달 해석을 수행함으로써 열영향부 영역(Heat Affect Zone : HAZ)을 포함한 열전달 해석결과물을 출력하는
용접변형의 생산 영향도 평가 방법.
11. The method of claim 10,
After creating the geometric model element mesh,
The heat transfer analysis unit performs a heat transfer analysis using the geometric model element network to output a heat transfer analysis result including a heat affected zone (HAZ).
Method for evaluating the production impact of weld deformation.
제 11 항에 있어서,
상기 열전달 해석결과물을 출력한 이후에는,
경계조건 산출부가 상기 열전달 해석결과물로부터 온도이력, 재질, 열영향부 영역의 기하적 특성치를 포함한 경계조건 산출용 파라미터를 추출하고, 상기 경계조건 산출용 파라미터를 이용하여 용접변형 간이 해석용 경계조건을 계산하는
용접변형의 생산 영향도 평가 방법.
The method of claim 11,
After outputting the heat transfer analysis result,
The boundary condition calculation unit extracts the boundary condition calculation parameters including the temperature history, the material, and the geometric characteristic values of the heat affected zone from the heat transfer analysis result, and uses the boundary condition calculation parameters to calculate the boundary condition for the simple welding deformation analysis. To calculate
Method for evaluating the production impact of weld deformation.
제 12 항에 있어서,
상기 용접변형 간이 해석용 경계조건은,
상기 경계조건 매핑 모듈에서 이용되거나, 데이터베이스관리부의 경계조건 DB에 저장되는
용접변형의 생산 영향도 평가 방법.
13. The method of claim 12,
The boundary condition for the simple deformation analysis of welding,
Used in the boundary condition mapping module or stored in the boundary condition DB of the database manager.
Method for evaluating the production impact of weld deformation.
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