KR102110422B1

KR102110422B1 - 가이드 핀들과 접촉하는 박판금 블랭크의 효과들을 포함하는 딥 드로잉 제작 시뮬레이션의 중력 부하 국면

Info

Publication number: KR102110422B1
Application number: KR1020140060573A
Authority: KR
Inventors: 신하이 주
Original assignee: 리버모어 소프트웨어 테크놀로지 코퍼레이션
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2020-05-13
Also published as: JP6285793B2; JP2014232526A; KR20140139966A; CN104182561A; US9286422B2; CN104182561B; US20140358498A1

Abstract

가이드 핀들과 접촉하는 박판금 블랭크의 효과들을 포함하는 딥 드로잉 제작 시뮬레이션의 중력 부하 국면에서 사용된 방법들이 개시된다. 박판금 블랭크와 가이드 핀들의 컴퓨터라이즈드 모델들이 생성된다. 제 1 컴퓨터라이즈드 모델에서의 노드들의 서브세트는 부모 노드들로서 규정된다. 그런 다음, 제 1 특성 길이와 제 2 특성 길이가 결정된다. 제 1 특성 길이와 제 2 특성 길이 사이의 비에 기초한 식을 이용하여 부모 노드들의 각 쌍 사이에 하나 이상의 자식 노드가 생성된다. 박판금 블랭크의 변형된 구성이, 중력 부하 국면의 컴퓨터 시뮬레이션을 행함으로써 측면 제약 사항이 지배를 받는 자체 중량 하에서 얻어지고, 가이드 핀들 중 하나의 외부 표면의 부분을 나타내는 특별한 유한 요소와 자식 노드 사이의 접촉이 탐지될 때, 측면 제약 사항이 생성되고 자식 노드의 부모들에서 추가된다.

Description

가이드 핀들과 접촉하는 박판금 블랭크의 효과들을 포함하는 딥 드로잉 제작 시뮬레이션의 중력 부하 국면{Gravity Loading Phase of A Deep Drawing Manufacturing Simulation Including Effects Of Sheet Metal Blank in Contact With Guide Pins}

본 발명은 일반적으로 기계적인 CAE(computer-aided engineering) 분석을 위한 컴퓨터라이즈드(computerized) 모델의 생성에 관한 것으로, 더 구체적으로는 가이드 핀들과 접촉하는 박판금 블랭크의 효과들을 포함하는 딥 드로잉 제작 시뮬레이션의 중력 부하 단계에서의 시스템들과 방법들에 관한 것이다.

블랭크(blank) 박판금으로부터 금속 부분들을 생성하기 위해, 업계에서 수년 동안 박판금 형성이 사용되어 왔는데, 예를 들면 자동차 제작자들과 그들의 공급업자들은 박판금 형성을 이용하여 많은 부품들을 제작한다. 대부분의 사용되는 박판금 형성 공정들 중 하나는 딥 드로잉(deep drawing)으로서, 이는 블랭크 박판금 하나를 사이에 두고 특별한 모양을 지닌 펀치를 매칭 다이(matching die)에 유압식으로 또는 기계식으로 프레스 푸싱(press pushing)하는 것을 수반한다. 이러한 공정으로부터 만들어진 전형적인 제품들에는 자동차 후드(hood), 펜더(fender), 문, 자동차용 연료 탱크, 부엌 싱크, 알루미늄 캔 등이 포함되지만 이들에 국한되는 것은 아니다. 다이(die)의 몇몇 영역들에서는 만들어지는 제품이나 부품의 깊이가 일반적으로 그것의 직경의 절반보다는 크다. 그 결과, 블랭크가 늘어나고, 따라서 부품 또는 제품의 기하학적 구조로 인해 다양한 위치들에서 얇아진다. 그러한 부품 또는 제품은 재료 파손(예를 들면, 균열, 찢김, 주름이 생기는 것, 네킹(necking) 등)과 같은 구조적 결점이 존재하지 않을 때에만 양호하다.

도 1의 (a)는 전형적인 딥 드로잉 제작 셋업(setup)을 보여주는 것으로, 이 경우 박판금이나 블랭크(120)(즉, 형성되기 전에 형성되지 않은 박판금 플레이트)가 상부 다이(110)와 펀치(130) 사이의 블랭크 홀더(holder)(108)에 놓여 있다. 블랭크(120)는 다이(110)가 드로(draw) 축(화살표(140)로 도시된)의 방향으로 펀치(130) 쪽으로 아래로 밀어진다. 다이(110)는 제품 디자인 섹션(102), 바인더(binder) 섹션(106a-b), 및 추가(addendum) 섹션(104a-b)을 포함한다. 다수의 가이드 핀 또는 가이드 포스트(122)가 블랭크(120)에 꼭 맞게 구성된다. 도 1의 (b)는 전형적인 박판금 블랭크(160)와 가이드 핀(162)들의 평면도를 보여준다. 박판금 블랭크(160)는 가이드 핀(162)들의 위치들에 의해 규정된 경계 내에서 옆으로 움직일 수 있다. 예시를 간략하게 하기 위해, 박판금 블랭크(160)에 관한 타원형이 도시되어 있다. 당업자라면 박판금 블랭크(170)가 도 1의 (c)에 도시된 임의의 모양을 가질 수 있다는 점을 알게 된다. 박판금 블랭크(170)는 다수의 가이드 핀(172)에 의해 둘러싸여 있다.

박판금 부품을 성공적으로 제작하기 위해, 현재의 제작자들 중 많은 사람이 그러한 목표를 달성하기 위해 그들을 돕는 컴퓨터 또는 수치상(numerical) 시뮬레이션들(예를 들면, CAE 분석)을 사용한다. 유용한 컴퓨터 시뮬레이션 중 하나는 유한 요소 분석(FEA)에 기초하는데, 이러한 FEA는 복잡한 시스템들에 관련된 공학 문제들을 모델링하고 해결하기 위해 업계에서 널리 사용된 컴퓨터라이즈드 방법이다. FEA는 고려중인 대상의 기하학적 구조가 특정되는 방식으로부터 그 이름이 유래된다. 현대식 디지털 컴퓨터의 등장으로, FEA는 FEA 소프트웨어로서 구현되었다. FEA 소프트웨어는 2가지 일반적인 유형들, 즉 암시적 FEA 소프트웨어와 명시적 FEA 소프트웨어로 분류될 수 있다. 암시적 FEA 소프트웨어는 연결된 선형 방정식들의 시스템을 풀기 위해 암시적 방정식 해결기(solver)를 사용한다. 그러한 소프트웨어는 일반적으로 정적이거나 준정적인(quasi-static) 문제들을 시뮬레이션하기 위해 사용된다. 명시적 FEA 소프트웨어는 연결된 방정식들을 풀지 않지만 그것들이 연결되어 있지 않다고 생각하고 각각의 미지수에 관해 명시적으로 푼다. 명시적인 FEA 소프트웨어는 보통 그러한 방법에 관한 매우 작은 시간 스텝(step)들이 안정적이고 정확할 것을 요구하는 중앙 차분(central difference) 시간 적분을 사용한다. 명시적인 FEA 소프트웨어는 일반적으로 충돌형 이벤트들과 같이 동적인 것이 중요한 지속 시간이 짧은 이벤트들을 시뮬레이션하기 위해 사용된다.

박판금 부품의 딥 드로잉 제작을 시뮬레이션할 때에는, 다수의 상이한 유형의 시뮬레이션이 실시된다. 도 2는 그러한 시뮬레이션들의 전형적인 시리즈(series)를 열거하고 있다. 이러한 전형적인 시리즈는 금속 형성 시뮬레이션(예를 들면, 박판금으로부터 자동차 부품을 형성하는 것)이다. 금속 형성 시뮬레이션은 다수의 국면들: 즉, 1) 중력 부하(gravity loading)(202), 2) 바인더 랩핑(wrapping)(204), 3) 펀치 로우어링(lowering)(206), 4) 스프링백(springback)용 바인더 릴리즈(release)(208), 및 5) 가장자리 플랜징(flanging)과 헤밍(hemming)(210)을 포함한다.

본 발명은 딥 드로잉 제작의 중력 부하 국면(202)을 수치상으로 시뮬레이션하는 것에 관한 것이다. 특히, 시뮬레이션시 박판금 블랭크와 접촉하는 가이드 핀들의 효과들이 고려되고 모델링된다. 중력 부하 국면에서, 박판금 블랭크(120)는 블랭크 홀더(108)의 윗면에 배치된다. 박판금 블랭크(120)는 그것이 하나 이상의 가이드 핀(122)과 접촉할 때까지 구속받지 않고 옆으로 움직일 수 있다.

종래 기술의 접근법은 박판금 블랭크와 가이드 핀들 사이의 접촉들이 탐지될 수 있도록 박판금 블랭크의 컴퓨터라이즈드 모델에 과감한 변화들을 요구해왔다(즉, FEA 메시를 다듬는 것). 박판금 블랭크의 FEA 메시를 다듬기 위한 결점들은 지루할뿐만 아니라, 인력과 컴퓨터 자원들(즉, 더 큰 메모리, 더 긴 실행 시간 등) 측면에서 비용이 많이 든다.

그러므로, 가이드 핀들과 접촉하는 박판금 블랭크의 효과들을 포함하는 딥 드로 제작 시뮬레이션의 중력 부하 국면에 있어서 더 효율적인 시스템과 방법을 가지는 것이 요망된다.

이 섹션은 본 발명의 일부 양태들을 요약하고, 일부 바람직한 실시예들을 간략히 소개하기 위한 것이다. 이 섹션의 목적을 불명료하게 하지 않기 위해 간략화 또는 생략이 이루어질 수 있다. 그러한 간략화 또는 생략은 본 발명의 범주를 제한하려는 의도는 없다.

가이드 핀들과 접촉하는 박판금 블랭크의 효과들을 포함하는 딥 드로잉 제작 시뮬레이션의 중력 부하 국면에서 사용된 시스템과 방법이 개시된다. 일 양태에 따르면, 박판금 블랭크를 나타내는 제 1 컴퓨터라이즈드 모델과 가이드 핀들의 외부 표면을 나타내는 제 2 컴퓨터라이즈드 모델이 컴퓨터 시스템에서 규정되고 받아들여진다. 제 1 컴퓨터라이즈드 모델과 제 2 컴퓨터라이즈드 모델 각각은 요소들에 의해 연결된 다수의 노드를 포함한다. 제 1 컴퓨터라이즈드 모델에서의 노드들의 서브세트(subset)는 부모(parent) 노드들의 일 그룹으로서 규정된다.

제 1 특성 길이와 제 2 특성 길이가 각각 제 1 컴퓨터라이즈드 모델과 제 2 컴퓨터라이즈드 모델에서 결정된다. 제 1 특성 길이는 부모 노드들의 각각의 이웃하는 쌍 사이의 거리이다. 제 2 특성 길이는 제 2 컴퓨터라이즈드 모델에서 요소들의 가장 짧은 치수이다. 제 1 특성 길이와 제 2 특성 길이 사이의 비에 기초한 식을 이용하여 부모 노드들의 각각의 쌍 사이에 다수의 자식(child) 노드가 생성된다.

그 다음, 중력 부하 국면의 컴퓨터 시뮬레이션을 행함으로써, 생성된 측면상의 제약들을 받는 자체의 중량 하에, 박판금 블랭크의 변형된 구성이 얻어지고, 가이드 핀들의 외부 표면을 나타내는 특정 유한 요소와 자식 노드 사이의 접촉이 탐지될 때, 자식 노드의 부모들에서 측면상의 제약들이 생성되고 추가된다.

본 발명의 목적, 특징, 및 장점은 첨부된 도면들과 함께 취해진 본 발명의 실시예의 이어지는 상세한 설명을 조사함으로써 분명해질 것이다.

본 발명의 이들 및 다른 특징, 양태, 및 장점들은 이어지는 상세한 설명, 부가된 청구항들, 및 첨부된 도면들에 관련하여 다음과 같이 더 잘 이해될 것이다.

도 1의 (a)는 박판금 부분의 딥 드로 제작용 드로 다이의 전형적인 셋업의 입단면도를 도시하는 도면.
도 1의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 수치상으로 시뮬레이션될 수 있는 둘러싸는 가이드 핀들과 제 1의 전형적인 박판금 블랭크의 평면도를 도시하는 도면.
도 1의 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따라 수치상으로 시뮬레이션될 수 있는 드로 다이에서 구성된 둘러싸는 가이드 핀들과 제 2의 전형적인 박판금 블랭크의 평면도를 도시하는 도면.
도 2는 박판금 부품의 관련된 딥 드로 제작 시뮬레이션들의 전형적인 시리즈를 도시하는 도면.
도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 박판금 블랭크의 전형적인 컴퓨터라이즈드 모델을 도시하는 도면.
도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 핀의 전형적인 컴퓨터라이즈드 모델을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부모 노드와 자식 노드의 전형적인 방식을 도시하는 도면.
도 5의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 일 실시예에 따른, 딥 드로잉 제작 시뮬레이션의 중력 부하 국면에서 가이드 핀들과의 접촉으로 인한 박판금 블랭크를 나타내는 컴퓨터라이즈드 모델에 대한 측면상의 제약들을 생성하기 위한 전형적인 방식들을 도시하는 도면들.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 박판금 부품의 딥 드로 제작 시뮬레이션의 중력 부하 국면에서 가이드 핀들과 접촉하는 박판금 블랭크의 효과들을 포함하는 전형적인 공정을 예시하는 흐름도.
도 7은 본 발명의 일 실시예가 구현될 수 있는, 전형적인 컴퓨터의 두드러진 구성 성분들을 도시하는 기능 블록도.

이어지는 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해, 다수의 구체적인 세부 사항들이 전개된다. 하지만, 당업자들에게는 본 발명이 이들 구체적인 세부 사항 없이, 실시될 수 있다는 점이 분명해질 것이다. 본 명세서의 이러한 설명 및 주장은 숙련자들이나 당업자들에 의해 사용된, 그들 작업의 요지를 관련 분야의 다른 숙련자들에게 가장 효과적으로 전달하는 흔한 수단이다. 다른 경우들에서는, 본 발명의 양태들을 불필요하게 불명료하게 하는 것을 피하기 위해, 공지된 방법들, 절차들, 및 성분들이 상세히 설명되지 않았다.

본 명세서에서 "하나의 실시예" 또는 "일 실시예"라고 언급하는 것은, 그 실시예와 연계되어 설명된 특별한 특징, 구조, 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 본 명세서의 여러 곳에 "일 실시예에서"라는 어구가 등장하는 것은, 반드시 모두가 동일한 실시예를 가리키는 것이 아니고, 또한 다른 실시예들을 서로 배제하는 별개의 또는 또 다른 실시예들을 가리키는 것이 아니다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 실시예를 나타내는 그림들이나 프로세스 흐름도들에서의 블록들의 순서는 본질적으로 임의의 특별한 순서를 가리키거나 본 발명에서의 임의의 제한을 암시하는 것이 아니다.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 도 3의 (a) 내지 도 7을 참조하여 논의된다. 하지만, 당업자라면 본 발명이 이들 제한된 실시예들을 넘어 연장할 때, 이들 도면에 관해 본 명세서에서 주어진 상세한 설명이 설명 목적을 위한 것임을 바로 알게 될 것이다.

먼저, 박판금 부품의 딥 드로 제작 시뮬레이션의 중력 부하 국면에서 가이드 핀들과 접촉하는 박판금 블랭크의 효과들을 포함하는 전형적인 공정(600)을 예시하는 흐름도가 도시되어 있는 도 6을 참조한다. 공정(600)은 바람직하게는 소프트웨어로 구현되고, 다른 도면들, 특히 도 3의 (a) 및 도 5의 (b)에 관련하여 이해된다.

공정(600)은 단계(602)에서, 박판금 블랭크를 나타내는 제 1 컴퓨터라이즈드 모델과, 컴퓨터 시스템에서(도 7의 컴퓨터 시스템(700)) 가이드 핀들의 외부 표면을 나타내는 제 2 컴퓨터라이즈드 모델을 받음으로써 시작한다. 제 1 컴퓨터라이즈드 모델과 제 2 컴퓨터라이즈드 모델은 박판금 부품의 딥 드로잉 제작의 컴퓨터 시뮬레이션에서 사용된 유한 요소 분석 모델들(예를 들면, 2차원 쉘 요소들에 의해 연결된 노드들에 의해 규정된 FEA 메시들)일 수 있다.

도 3의 (a)는 박판금 블랭크를 나타내는 전형적인 제 1 FEA 메시 모델(302)을 보여주고, 도 3의 (b)는 가이드 핀의 외부 표면을 나타내는 전형적인 제 2 FEA 메시 모델(312)을 보여준다. 2개의 전형적인 모델들(302-312)이 동일한 스케일로 예시되어 있지 않음이 주목된다. 이 예에서, 제 1 FEA 모델(302)은 제 2 FEA 모델(312)에 비해 훨씬 더 작은 스케일로 그려져 있다. 추가로, 제 1 FEA 모델(302)은 임의의 형상(예를 들면, 도 1의 (b)와 도 1의 (c)에 도시된 타원 형상과 비정형적인 영상)을 가질 수 있다. 제 2 FEA 모델(312)은 외부 표면을 나타내기 위해 상이한 개수의 쉘 요소들을 가질 수 있다(즉, 도 3의 (b)에 도시된 6개의 쉘 요소들 대신).

박판금 블랭크의 주변을 따라 위치한 제 1 컴퓨터라이즈드 모델의 노드들의 서브세트는 부모 노드들의 그룹으로서 규정되거나 지정되고, 이들은 가이드 핀들과의 접촉을 탐지하기 위해 구성된 자식 노드들을 생성하기 위해 사용된다. 전형적인 부모 노드(304)들이 도 3의 (a)에 도시되어 있다. 부모 노드들은 사용자 또는 다른 수단(예를 들면, 애플리케이션 모듈에서의 디폴트 규정)에 의해 규정/지정/특정될 수 있다.

단계(604)에서는, 제 1 특성 길이와 제 2 특성 길이가 결정된다. 제 1 특성 길이는 부모 노드들의 각각의 이웃하는 쌍 사이의 거리(306)이고, 제 2 특성 길이는 제 2 FEA 모델(312)의 유한 요소들의 가장 짧은 치수(316)이다.

다음에, 단계(606)에서는 적어도 N개의 자식 노드들이 부모 노드들의 이웃하는 각각의 쌍 사이에 생성된다. 자식 노드들은 제 1 FEA 모델에서 유한 요소의 가장자리를 따라 위치한다. N은 제 1 특성 길이를 제 2 특성 길이로 나눈 다음, 끝수를 정수로 반올림하여 결정된다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에서 사용된 부모 노드와 자식 노드의 전형적인 방식을 보여준다. 박판금 블랭크를 나타내는 전형적인 제 1 FEA 분석 모델(400)의 부분과 가이드 핀(410)을 나타내는 전형적인 제 2 FEA 모델의 부분의 평면도가 도 4에 도시되어 있다. 제 1 FEA 모델(400)의 일반적인 유한 요소(401)는 둘레를 따라 2개의 부모 노드(404a-404b)를 가진다. 제 1 특성 길이(405)는 부모 노드(404a)와 부모 노드(404b) 사이의 거리이다(즉, 부모 노드들의 이웃하는 쌍). 제 2 FEA 모델(410)은 가이드 핀의 외부 표면을 나타내는 유한 요소(412)를 포함한다. 제 2 특성 길이(415)는 제 2 FEA 모델(410)에서의 유한 요소들의 가장 짧은 치수이다. 부모 노드들(404a-404b) 사이에 N개의 자식 노드(408)가 생성된다.

마지막으로, 단계(608)에서는 자체 중량 아래에 있고, 가이드 핀들의 측면 제약 사항들의 지배를 받는 변형된 구성이 박판금 부품의 딥 드로잉 제작의 중력 부하 국면의 컴퓨터 시뮬레이션을 행함으로써 얻어진다. 측면 제약 사항들은 제 2 FEA 모델의 특별한 유한 요소와 자식 노드 사이의 접촉이 탐지될 때 생성된다. 각각의 측면 제약 사항들이 자식 노드의 부모들에 추가된다. 측면 제약 사항을 추가하는 전형적인 시퀀스가 도 5의 (a)와 도 5의 (b)에 도시되어 있다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 자식 노드(508)가 가이드 핀(510: 제 2 FEA 모델에 의해 표현된)의 외부 표면과 접촉하고 있는지가 체크된다. 자식 노드(508)와 제 2 FEA 모델의 특별한 유한 요소(510) 사이의 접촉이 탐지되면, 특별한 유한 요소에 수직이거나 직교하는 측면 제약 힘(520)이 자식 노드(508)에서 생성된다. 측면 제약 힘(520)은 이후 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 각각의 부모 노드(504a-504b)에서 2개의 등가인 제약 힘(522a-522b)으로 전환된다. 이러한 전환은 예를 들면 정적인 평형 상태와 같은 많은 공지된 기술들로 수행될 수 있다.

도 5의 (c)와 도 5의 (d)에 도시된 또 다른 전형적인 방식에서는, 2개의 접촉이 탐지되는데, 하나는 제 1 자식 노드(508)에서이고, 또 다른 것은 제 2 자식 노드(509)에서이다. 그 결과, 측면 제약 사항에 관해 2개의 저항 힘(520, 530)이 생성된다. 저항 힘(520, 530)힘들의 결과 힘(540)이 부모 노드(504a 내지 504b)에서 등가인 측면 저항 힘들(542a 내지 542b)로 전환된다.

명시적 유한 요소 분석에서는, 측면 제약 또는 저항 힘을 나타내는 스프링이 표면에 수직인 접촉 위치에 추가된다. 암시적 유한 요소에서는, 저항 힘 대신, 각각의 부모 노드에 측면 강성(stiffness) 항이 추가된다. 2개 이상의 접촉이 탐지될 때에는, 부모 노드들에서의 측면 제약 힘들이 모든 접촉 저항 힘의 평균을 구함으로써 결정된다.

일 양태에 따르면, 본 발명은 본 명세서에서 설명된 기능성을 행할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 시스템에 관한 것이다. 컴퓨터 시스템(700)의 일 예가 도 7에 도시되어 있다. 이러한 컴퓨터 시스템(700)은 프로세서(704)와 같은 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 프로세서(704)는 컴퓨터 시스템 내부 통신 버스(702)에 접속된다. 이러한 전형적인 컴퓨터 시스템의 측면에서 다양한 소프트웨어 실시예가 설명된다. 당업자라면 이러한 설명을 읽은 후, 다른 컴퓨터 시스템들 및/또는 컴퓨터 아키텍처들을 이용하여 본 발명을 어떻게 구현하는지가 분명해질 것이다.

컴퓨터 시스템(700)은 또한 메인 메모리(708), 바람직하게는 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함하고, 보조(secondary) 메모리(710)도 포함할 수 있다. 이 보조 메모리(710)는, 예를 들면 하나 이상의 하드 디스크 드라이브(712) 및/또는 플로피 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, 광학 디스크 드라이브 등을 나타내는 하나 이상의 제거 가능한 저장 드라이브(714)를 포함할 수 있다. 이러한 제거 가능한 저장 드라이브(714)는 공지된 방식으로, 제거 가능한 저장 유닛(718)으로부터 읽고/읽거나 제거 가능한 저장 유닛(718)에 쓴다. 제거 가능한 저장 유닛(718)은 제거 가능한 저장 드라이브(714)에 의해 읽혀지고 제거 가능한 저장 유닛(718)에 의해 쓰여지는 플로피 디스크, 자기 테이프, 광학 디스크 등을 나타낸다. 알게 되는 바와 같이, 제거 가능한 저장 유닛(718)은 내부에 컴퓨터 소프트웨어 및/또는 데이터를 저장한 컴퓨터 사용 가능한 저장 매체를 포함한다.

또 다른 실시예들에서는, 보조 메모리(710)가 컴퓨터 프로그램들이나 다른 명령어들을 컴퓨터 시스템(700) 내로 로드되는 것을 허용하기 위한 다른 유사한 수단을 포함할 수 있다. 그러한 수단에는 제거 가능한 저장 유닛(722)과 인터페이스(720)와 같은 것이 포함될 수 있다. 그러한 것들의 예들에는 프로그램 카트리지(cartridge)와 카트리지 인터페이스(비디오 게임 장치들에서 발견된 것과 같은), 제거 가능한 메모리 칩(EPROM, USB 플래시 메모리, 또는 PROM과 같은)과 연관된 소켓, 그리고 다른 제거 가능한 저장 유닛(722)들, 및 제거 가능한 저장 유닛(722)으로부터 컴퓨터 시스템(700)까지 소프트웨어와 데이터가 전송되는 것을 허용하는 인터페이스(720)들이 포함된다. 일반적으로, 컴퓨터 시스템(700)은 프로세스 스케줄링, 메모리 관리, 네트워킹, 및 I/O 서비스들과 같은 작업들을 수행하는 OS(operating system) 소프트웨어에 의해 제어되고 조정된다.

또한 버스(702)에 접속하는 통신 인터페이스(724)가 존재할 수 있다. 이러한 통신 인터페이스(724)는 컴퓨터 시스템(700)과 외부 장치들 사이에서 소프트웨어와 데이터가 전송되는 것을 허용한다. 통신 인터페이스(724)의 예들에는 모뎀, 네트워크 인터페이스(이더넷 카드와 같은), 통신 포트, PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 슬롯, 및 카드 등이 포함될 수 있다. 컴퓨터(700)는 규칙들의 특별한 세트(즉, 프로토콜)에 기초한 데이터 네트워크를 통해 다른 컴퓨팅 장치들과 통신을 행한다. 그러한 통신 프로토콜 중 하나가 인터넷에서 흔히 사용된 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)이다. 일반적으로, 통신 인터페이스(724)는 데이터 파일을 데이터 네트워크를 통해 전송되는 더 작은 패킷들로 어셈블링하는 것을 관리하거나, 최초 데이터 파일로 받은 패킷들을 리어셈블링한다. 또한, 통신 인터페이스(724)는 각 패킷의 어드레스 부분을 다루어, 컴퓨터(700)로 예정된 패킷들을 인터셉트하거나 올바른 예정지(destination)에 도달하게 한다. 본 특허 명세서에서 "컴퓨터 프로그램 매체"와 "컴퓨터 사용 가능한 매체"라는 용어들이 제거 가능한 저장 드라이브(714), 및/또는 하드 디스크 드라이브(712)에 설치된 하드 디스크와 같은 매체를 일반적으로 가리키기 위해 사용된다. 이들 컴퓨터 프로그램 제품들은 소프트웨어를 컴퓨터 시스템(700)에 제공하기 위한 수단이다. 본 발명은 그러한 컴퓨터 프로그램 제품들에 관한 것이다.

컴퓨터 시스템(700)은 또한 컴퓨터 시스템(700)에 모니터, 키보드, 마우스, 프린터, 스캐너, 플로터 등으로의 액세스를 제공하는 입력/출력(I/O) 인터페이스(730)를 포함할 수 있다.

컴퓨터 프로그램들(컴퓨터 컨트롤 로직이라고도 하는)은 메인 메모리(708) 및/또는 보조 메모리(710)에 애플리케이션 모듈(706)들로서 저장된다. 컴퓨터 프로그램들은 또한 통신 인터페이스(724)를 통해 수신될 수 있다. 그러한 컴퓨터 프로그램들은 실행될 때, 컴퓨터 시스템(700)이 본 명세서에서 논의된 바와 같은 본 발명의 특징들을 수행할 수 있게 한다. 특히, 컴퓨터 프로그램들은 실행될 때, 프로세서(704)로 하여금 본 발명의 특징들을 수행할 수 있게 한다. 따라서, 그러한 컴퓨터 프로그램들은 컴퓨터 시스템(700)의 컨트롤러들을 나타낸다.

본 발명이 소프트웨어를 이용하여 구현되는 일 실시예에서는, 소프트웨어가 컴퓨터 프로그램 제품에 저장되고, 제거 가능한 저장 드라이브(714), 하드 드라이브(712), 또는 통신 인터페이스(724)를 이용하여 컴퓨터 시스템(700)에 로드될 수 있다. 프로세서(704)에 의해 실행될 때 애플리케이션 모듈(706)은 프로세서(704)로 하여금 본 명세서에서 설명된 바와 같은 본 발명의 기능들을 수행하게 한다.

메인 메모리(708)에는 바라는 작업들을 달성하기 위해, I/O 인터페이스(730)를 통한 사용자 입력이 있거나 없는 하나 이상의 프로세서(704)에 의해 실행될 수 있는 하나 이상의 애플리케이션 모듈(706)이 로드될 수 있다. 동작시, 적어도 하나의 프로세서(704)가 애플리케이션 모듈(706)들 중 하나를 실행할 때, 그 결과들이 계산되고 보조 메모리(710)(즉, 하드 디스크 드라이브(712))에 저장된다.

비록 본 발명이 그것의 특정 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 이들 실시예는 단지 예시적인 것이고, 본 발명을 그러한 실시예에 국한하는 것이 아니다. 특별히 개시된 전형적인 실시예들에 대한 다양한 수정 및 변경이 당업자에게 제안될 것이다. 예를 들면, 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 묘사된 예에서는 하나의 가이드 핀만이 도시되고 설명되었지만, 2개 이상의 가이드 핀이 존재할 수 있다. 요약하면, 본 발명의 범주는 본 명세서에 개시된 구체적인 전형적 실시예들에 국한되지 않고, 당업자에게 바로 제안되는 모든 수정예들은 첨부된 청구항들이 범주와 본 출원의 취지 및 이해 범위 내에 포함되는 것이다.

Claims

박판금 부품의 딥 드로잉 제작 시뮬레이션의 중력 부하 국면에서 가이드 핀들과 접촉하는 박판금 블랭크의 효과들을 포함하는 방법으로서,
박판금 블랭크를 나타내는 제 1 유한 요소 분석(FEA) 모델과, FEA 애플리케이션 모듈이 설치된 컴퓨터 시스템에서 가이드 핀들의 외부 표면을 나타내는 제 2 FEA 모델을 받는 단계로서, 상기 제 1 FEA 모델과 제 2 FEA 모델 각각은 복수의 유한 요소을 접속한 복수의 노드를 포함하고, 상기 박판금 블랭크의 둘레를 따라 위치한 상기 제 1 FEA 모델의 노드들의 서브세트는 부모 노드들의 그룹으로서 규정되는, 받는 단계;
제 1 특성 길이와 제 2 특성 길이를 결정하는 단계로서, 상기 제 1 특성 길이는 상기 부모 노드들의 각각의 이웃하는 쌍 사이의 거리이고, 상기 제 2 특성 길이는 상기 제 2 FEA 모델의 모든 유한 요소들 중 가장 짧은 치수인, 결정 단계;
대응하는 유한 요소의 가장자리를 따라 상기 부모 노드들의 상기 각 쌍 사이에 적어도 N개의 자식 노드를 생성하는 단계로서, 상기 N은 상기 제 1 특성 길이를 상기 제 2 특성 길이로 나눔으로써 얻어지는, 생성 단계; 및
박판금 부품의 딥 드로잉 제작의 중력 부하 국면의 컴퓨터 시뮬레이션을 행함으로서, 자체 중량 하에 있고, 상기 가이드 핀들의 측면 제약 사항의 지배를 받는 상기 박판금 블랭크의 변형된 구성을 얻는 단계로서, 상기 측면 제약 사항은 자식 노드와 상기 제 2 FEA 모델의 특별한 유한 요소 사이의 접촉이 탐지될 때 생성되며, 상기 각각의 측면 제약 사항은 상기 자식 노드의 부모 노드들에서 추가되는, 얻는 단계를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
부모 노드들의 상기 그룹은 상기 제 1 FEA 모델의 둘레를 따라 위치하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
자식 노드와 상기 제 2 FEA 모델의 특별한 유한 요소 사이의 접촉이 탐지될 때 생성되는 상기 측면 제약 사항은, 상기 자식 노드의 대응하는 부모 노드들에서 등가인 측면 힘들을 추가함으로써 이루어지고, 상기 컴퓨터 시뮬레이션이 명시적인 유한 요소 방식을 이용한다면, 상기 자식 노드와 상기 특별한 유한 요소 사이에서 탐지되는 접촉 힘들로부터 등가인 측면 힘들이 얻어지는, 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 등가인 측면 힘들은 상기 접촉 힘들로부터 비례 배분되는, 방법.
제 3 항에 있어서,
접촉 힘들 각각은 상기 제 1 FEA 모델에서 추가적인 스프링으로서 모델링되고, 상기 접촉 힘들 각각은 상기 자식 노드를 통해 상기 특별한 유한 요소에 수직인 방향에 있으며, 상기 특별한 유한 요소는 상기 가이드 핀들 중 하나의 외부 표면의 특별한 부분을 나타내는, 방법.
제 1 항에 있어서,
자식 노드와 상기 제 2 FEA 모델의 특별한 유한 요소 사이의 접촉이 탐지될 때 생성되는 상기 측면 제약 사항은, 상기 자식 노드의 대응하는 부모 노드들에서 등가인 측면 강성을 추가함으로써 이루어지고, 상기 컴퓨터 시뮬레이션이 암시적인 유한 요소 방식을 이용한다면, 상기 자식 노드와 상기 특별한 유한 요소 사이에서 탐지되는 접촉 힘들로부터 등가인 측면 힘들이 얻어지는, 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 접촉 힘들 각각은 상기 자식 노드를 통해 상기 특별한 유한 요소에 수직인 방향을 가지는, 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 등가인 측면 강성은, 상기 접촉 힘들 모두의 평균에 기초한 항이고, 제 1 FEA 모델의 정규 강성 매트릭스에 추가되는, 방법.
박판금 부품의 딥 드로잉 제작 시뮬레이션에 관한 컴퓨터라이즈드 모델을 생성하기 위한 시스템으로서,
입력/출력(I/O) 인터페이스;
유한 요소 분석(FEA) 애플리케이션 모듈에 관한 컴퓨터 판독 가능한 코드를 저장하기 위한 메모리; 및
상기 메모리에 결합된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 FEA 애플리케이션 모듈로 하여금,
박판금 블랭크를 나타내는 제 1 FEA 모델과, 가이드 핀들의 외부 표면을 나타내는 제 2 FEA 모델을 받는 동작으로서, 상기 제 1 FEA 모델과 상기 제 2 FEA 모델 각각은 복수의 유한 요소를 연결한 복수의 노드를 포함하고, 상기 박판금 블랭크의 둘레를 따라 위치한 상기 제 1 FEA 모델의 노드들의 서브세트는 부모 노드들의 그룹으로서 규정되는, 받는 동작;
제 1 특성 길이와 제 2 특성 길이를 결정하는 동작으로서, 상기 제 1 특성 길이는 상기 부모 노드들의 각각의 이웃하는 쌍 사이의 거리이고, 상기 제 2 특성 길이는 상기 제 2 FEA 모델의 모든 상기 유한 요소들 중 가장 짧은 치수인, 결정 동작;
대응하는 유한 요소의 가장자리를 따라 상기 부모 노드들의 상기 각각의 쌍 사이의 적어도 N개의 자식 노드를 생성하는 동작으로서, N은 제 1 특성 길이를 상기 제 2 특성 길이로 나눔으로써 얻어진 양의 정수인, 생성 동작; 및
박판금 부품의 딥 드로잉 제작의 중력 부하 국면의 컴퓨터 시뮬레이션을 행함으로써, 자체 중량 하에 있고, 상기 가이드 핀들의 측면 제약 사항의 지배를 받는 상기 박판금 블랭크의 변형된 구성을 얻는 동작으로서, 상기 측면 제약 사항은 자식 노드와 상기 제 2 FEA 모델의 특별한 유한 요소 사이의 접촉이 탐지될 때 생성되고, 각각의 측면 제약 사항은 상기 자식 노드의 부모 노드들에서 추가되는, 얻는 동작을 수행하게 하는 컴퓨터 판독 가능한 코드를 상기 메모리에서 실행하는, 시스템.
제 9 항에 있어서,
자식 노드와 상기 제 2 FEA 모델의 특별한 유한 요소 사이의 접촉이 탐지될 때 생성되는 상기 측면 제약 사항은, 상기 자식 노드의 대응하는 부모 노드들에서 등가인 측면 힘들을 추가함으로써 이루어지고, 상기 컴퓨터 시뮬레이션이 명시적인 유한 요소 방식을 이용한다면, 상기 자식 노드와 상기 특별한 유한 요소 사이에서 탐지되는 접촉 힘들로부터 등가인 측면 힘들이 얻어지는, 시스템.
제 10 항에 있어서,
접촉 힘들 각각은 상기 제 1 FEA 모델에서 추가적인 스프링으로서 모델링되고, 상기 접촉 힘들 각각은 상기 자식 노드를 통해 상기 특별한 유한 요소에 수직인 방향을 가지는, 시스템.
제 9 항에 있어서,
자식 노드와 상기 제 2 FEA 모델의 특별한 유한 요소 사이의 접촉이 탐지될 때 생성되는 상기 측면 제약 사항은, 상기 자식 노드의 대응하는 부모 노드들에서 등가인 측면 강성을 추가함으로써 이루어지고, 상기 컴퓨터 시뮬레이션이 암시적인 유한 요소 방식을 이용한다면, 상기 자식 노드와 상기 특별한 유한 요소 사이에서 탐지되는 접촉 힘들로부터 등가인 측면 힘들이 얻어지는, 시스템.
제 12 항에 있어서,
상기 접촉 힘들 각각은 상기 자식 노드를 통해 상기 특별한 유한 요소에 수직인 방향에 있고, 상기 특별한 유한 요소는 상기 가이드 핀들 중 하나의 외부 표면의 특별한 부분을 나타내는, 시스템.
제 13 항에 있어서,
상기 등가인 측면 강성은, 상기 접촉 힘들 모두의 평균에 기초한 항이고, 제 1 FEA 모델의 정규 강성 매트릭스에 추가되는, 시스템.
일시적이지 않은 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서,
FEA 애플리케이션 모듈이 설치된 컴퓨터 시스템에서, 박판금 블랭크를 나타내는 제 1 FEA 모델과, 가이드 핀들의 외부 표면을 나타내는 제 2 FEA 모델을 받는 단계로서, 상기 제 1 FEA 모델과 상기 제 2 FEA 모델 각각은 복수의 유한 요소를 연결한 복수의 노드를 포함하고, 상기 박판금 블랭크의 둘레를 따라 위치한 상기 제 1 FEA 모델의 노드들의 서브세트는 부모 노드들의 그룹으로서 규정되는, 받는 단계;
제 1 특성 길이와 제 2 특성 길이를 결정하는 단계로서, 상기 제 1 특성 길이는 상기 부모 노드들의 각각의 이웃하는 쌍 사이의 거리이고, 상기 제 2 특성 길이는 상기 제 2 FEA 모델의 모든 상기 유한 요소들 중 가장 짧은 치수인, 결정 단계;
대응하는 유한 요소의 가장자리를 따라 상기 부모 노드들의 상기 각각의 쌍 사이의 적어도 N개의 자식 노드를 생성하는 단계로서, N은 제 1 특성 길이를 상기 제 2 특성 길이로 나눔으로써 얻어진 양의 정수인, 생성 단계; 및
박판금 부품의 딥 드로잉 제작의 중력 부하 국면의 컴퓨터 시뮬레이션을 행함으로써, 자체 중량 하에 있고, 상기 가이드 핀들의 측면 제약 사항의 지배를 받는 상기 박판금 블랭크의 변형된 구성을 얻는 단계로서, 상기 측면 제약 사항은 자식 노드와 상기 제 2 FEA 모델의 특별한 유한 요소 사이의 접촉이 탐지될 때 생성되고, 각각의 측면 제약 사항은 상기 자식 노드의 부모 노드들에서 추가되는, 얻는 단계를 포함하는 방법에 의해 박판금 부품의 딥 드로잉 제작 시뮬레이션의 중력 부하 국면에서 가이드 핀들과 접촉하는 박판금 블랭크의 효과들을 포함하기 위한 명령어들을 포함하는, 저장 매체.
제 15 항에 있어서,
자식 노드와 상기 제 2 FEA 모델의 특별한 유한 요소 사이의 접촉이 탐지될 때 생성되는 상기 측면 제약 사항은, 상기 자식 노드의 대응하는 부모 노드들에서 등가인 측면 힘들을 추가함으로써 이루어지고, 상기 컴퓨터 시뮬레이션이 명시적인 유한 요소 방식을 이용한다면, 상기 자식 노드와 상기 특별한 유한 요소 사이에서 탐지되는 접촉 힘들로부터 등가인 측면 힘들이 얻어지는, 저장 매체.
제 16 항에 있어서,
접촉 힘들 각각은 상기 제 1 FEA 모델에서 추가적인 스프링으로서 모델링되고, 상기 접촉 힘들 각각은 상기 자식 노드를 통해 상기 특별한 유한 요소에 수직인 방향에 있는, 저장 매체.
제 15 항에 있어서,
자식 노드와 상기 제 2 FEA 모델의 특별한 유한 요소 사이의 접촉이 탐지될 때 생성되는 상기 측면 제약 사항은, 상기 자식 노드의 대응하는 부모 노드들에서 등가인 측면 강성을 추가함으로써 이루어지고, 상기 컴퓨터 시뮬레이션이 암시적인 유한 요소 방식을 이용한다면, 상기 자식 노드와 상기 특별한 유한 요소 사이에서 탐지되는 접촉 힘들로부터 등가인 측면 힘들이 얻어지는, 저장 매체.
제 18 항에 있어서,
상기 접촉 힘들 각각은 상기 자식 노드를 통해 상기 특별한 유한 요소에 수직인 방향에 있고, 상기 특별한 유한 요소는 상기 가이드 핀들 중 하나의 외부 표면의 특별한 부분을 나타내는, 저장 매체.
제 19 항에 있어서,
상기 등가인 측면 강성은, 상기 접촉 힘들 모두의 평균에 기초한 항이고, 제 1 FEA 모델의 정규 강성 매트릭스에 추가되는, 저장 매체.