KR20150073859A - Ｃａｄ 기반 초기 표면 기하형상 정정 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법 및 시스템에 관련된다. 본 발명의 실시형태들은 정확한 접촉 시뮬레이션들을 결정한다. 본 발명의 원리들에 따른 방법은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 1 컴퓨터 지원 설계 (CAD) 모델을 획득하는 것에 의해 시작된다. 다음으로, 유한 엘리먼트 시뮬레이션이 적어도 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델을 사용하여 수행된다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들을 결정하는 것을 포함한다.
Description
본 발명은 대체로 컴퓨터 프로그램들 및 시스템들의 분야에 관한 것이며, 특히 컴퓨터 지원 설계 (CAD), 컴퓨터 지원 엔지니어링 (CAE), 모델링, 및 시뮬레이션의 분야에 관한 것이다.
다수의 시스템들 및 프로그램들이 부품들 또는 부품들의 어셈블리들의 설계를 위해 시중에 제공된다. 이들 이른바 CAD 시스템들은 사용자가 오브젝트들 또는 오브젝트들의 어셈블리들의 복잡한 3차원 모델들을 구축하고 조작하는 것을 허용한다. CAD 시스템들은 그러므로 에지들 또는 선들을, 특정한 경우들에서는 면 (face) 들과 함께 사용하여 모델링된 오브젝트들의 표현을 제공한다. 선들, 에지들, 면들, 또는 다각형들은 다양한 방식들, 예컨대 비균일 유리 기반-스플라인들 (non-uniform rational basis-splines; NURBS) 로 표현될 수도 있다.
이들 CAD 시스템들은, 주로 기하형상 (geometry) 의 사양들인 모델링된 오브젝트들의 부분들 또는 부분들의 어셈블리들을 관리한다. 특히, CAD 파일들은 기하형상이 생성되는 사양들을 포함한다. 기하형상으로부터, 표현이 생성된다. 사양들, 기하형상, 및 표현들은 단일 CAD 파일 또는 다수의 CAD 파일들에 저장될 수도 있다. CAD 시스템들은 모델링된 오브젝트들을 설계자들에게 표현하기 위한 그래픽 도구들을 포함하며; 이들 도구들은 복잡한 오브젝트들 - CAD 시스템 범위들에서 오브젝트를 표현하는 파일의 전형적인 사이즈가 보통은 부품에 대해 메가바이트 정도의 크기임 - 의 디스플레이에 바쳐진다. 어셈블리가 수천 개의 부품들을 포함할 수도 있고, 어셈블리 파일이 대응하여 커진다. CAD 시스템은 전자 파일들로 저장되는, 오브젝트들의 모델들을 관리한다.
CAD 및 CAE 시스템들의 출현은 오브젝트들에 대한 넓은 범위의 표현 가능성들을 허용한다. 하나의 이러한 표현이 유한 엘리먼트 분석 (finite element analysis; FEA) 모델이다. FEA 모델, 유한 엘리먼트 (FE) 모델, 유한 엘리먼트 메시, 및 메시라는 용어들은 본 출원 전체에 걸쳐 교환적으로 사용된다. FE 모델은 통상 CAD 모델을 표현하고 이에 따라, 하나 이상의 부품들 또는 전체 어셈블리를 표현할 수도 있다. FE 모델은 메시라고 지칭되는 그리드 (grid) 를 만들기 위해 상호연결되는 노드들이라고 지칭되는 포인트들의 시스템이다. FE 모델은 그것이 표현하는 기본 오브젝트 또는 오브젝트들의 속성들을 FE 모델이 가지는 그런 방식으로 프로그래밍될 수도 있다. FE 모델이 이러한 방식으로 프로그래밍되는 경우, 그 FE 모델은 그것이 표현하는 오브젝트의 시뮬레이션들을 수행하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, FE 모델은 차량의 내부 공동, 구조 주변의 음향 유체 (acoustic fluid), 및 스텐트 (stent) 들과 같은 의료 디바이스들을 포함하는 임의의 수의 실제 세계 오브젝트들을 표현하는데 사용될 수도 있다. 주어진 FE 모델이 오브젝트를 표현하고 그에 따라 프로그래밍되는 경우 그것은 실제 세계 오브젝트 자체를 시뮬레이션하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 스텐트를 표현하는 FE 모델은 실제 생활 의료 환경 (real life medical setting) 에서의 스텐트의 사용을 시뮬레이션하는데 사용될 수도 있다.
유한 엘리먼트 시뮬레이션의 유용성은 그러나 시뮬레이션 자체의 정확도에 의해 제한된다. 예를 들어, 유한 엘리먼트 시뮬레이션들에서의 공통 에러는, 침투 (penetration), 즉, FE 모델의 표면이 구멍 뚫렸거나, 또는 다른 FE 모델의 표면에 구멍을 뚫었음을 나타내는 결과를 생성하는 시뮬레이션, 또는 접촉하는 2 개의 표면들 사이의 잘못된 갭 (gap) 이다. 이들 에러들을 보상하는 현존하는 해법들이 있고 유한 엘리먼트 시뮬레이션의 정확도를 향상시키지만, 현존하는 해법들은 불충분하다.
유한 엘리먼트 시뮬레이션들은 종종 만곡형 표면들 사이의 접촉을 수반한다. 만곡형 표면들 사이의 접촉의 성공적인 유한 엘리먼트 시뮬레이션이 보통은 이들 인터페이스들의 양호한 해상도에 의존한다. 그러나, 노출된 측들의 유한 엘리먼트들에 기초한 표면들의 패싯화된 (faceted) 표현들은 종종 진짜 기하형상을 고도로 잘 나타내지는 못한다. 이는 시작된 시뮬레이션을 강건하게 함에 있어서 빈번하게 다양한 어려움들이 초래되게 하고 관심있는 해결 결과들에 대해 상당한 부정확성을 종종 유발한다.
이들 에러들을 핸들링하는 업계에서는 2 개의 방법들이 존재한다. 하나는, 유한 엘리먼트 공식화 (formulation) 가 CAD 형 공간적 보간 (NURBS 등) 에 직접 기초하는 등기하학적 (Isogeometric) 유한 엘리먼트 방법으로서 알려져 있다. Thomas J.R. Hughes 교수는 이 접근법의 선도 연구자 및 지지자였다. 이 접근법의 어떤 형태는 LS-Dyna®와 아마도 다른 CAD 시스템들에서 채택되었다.
이들 에러들을 핸들링하는 다른 알려진 방법은 원둘레 (circumferential) 및 구모양 (spherical) 평활화 능력을 통하고 있다. 이 능력으로, 사용자는 원둘레 평활화를 위한 근사 원통 축 또는 구모양 평활화를 위한 근사 구모양 중심을 나타낸다. CAD 기하형상이 알려지면 프로세스는 유한 엘리먼트의 부분들에 대한 원통 축 또는 구모양 중심을 각각 연관된 CAD 기하형상이 정확히 축대칭 또는 구모양인 표면들에 기초하여 자동으로 쓸 것이다. 이 방법은 주어진 표면의 초기 CAD 및 유한-엘리먼트 표현들 사이의 차이들에 기초하여 침투/갭 거리 계산들에 대한 정정들을 도입한다.
등기하학적 유한 엘리먼트 방법의 단점들은 강성도 매트릭스의 거의 전체를 차지하는 결과를 초래하는 높은 레벨의 연결성 (connectivity) 을 포함한다. 또한 보간기들의 더 높은 차수의 연속성 (continuity) 은 일부 유형들의 변형 모드들에 대해 불리할 수 있다. 게다가, 그 방법은 비직관적이다 (예를 들어 제어 포인트들이 진짜 표면 상에 있지 않다).
원둘레/구모양 평활화 방법의 단점들 및 제약들은 일부 경우들에서 원통 축들 또는 구모양 중심을 특정하기 위한 사용자들의 지루한 동작들을 포함한다. 게다가, 이 방법은 특정한 표면 형상들에만 적용가능하다.
따라서, 유한 엘리먼트 시뮬레이션의 정확도를 개선하는 방법이 필요하다. 본 발명의 실시형태들은 만곡형 표면들의 접촉을 수반하는 유한 엘리먼트 분석들을 수행하는 것을 더 간단해지게 한다.
출원인들은 특정의 흔한 만곡된 기하형상 유형들, 이를테면 실린더들, 원뿔들, 및 구 (sphere) 들에 대한 접촉 처리를 개선하는 방법을 이전에 구현하였다. 본 발명으로, 출원인들은 종래 방법을 더 일반적인 만곡형 표면 유형들로 확장한다. 유한 엘리먼트 분석을 위한 프리프로세싱 (메시 생성) 이 매우 정확한 컴퓨터 지원 설계 (CAD) 기하형상 설명으로 종종 시작한다. 본 발명의 실시형태들은 CAD 표면 정보를 사용하여 초기 유한 엘리먼트 기하형상 및 초기 진짜 기하형상 사이의 차이를 설명한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 방법 및 대응하는 시스템은 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것을 지향하고 있다. 본 발명의 일 실시형태는 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 1 CAD 모델을 획득하는 것에 의해 시작된다. 다음으로, 그 방법은 적어도 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것에 의해 계속되는데, 상기 수행하는 것은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들을 결정하는 것을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들을 결정하는 것을 포함한다. 이러한 실시형태에서, 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들은 제 1 유한 엘리먼트 모델의 패싯과 제 1 CAD 모델의 표면 사이의 거리를 포함할 수도 있다. 일 실시형태에 따르면, 이 거리는 초기에, 즉, 임의의 시뮬레이션들 또는 유한 엘리먼트 모델을 변형하는 임의의 시뮬레이션들을 수행하기 전에 획득된 바와 같은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델의 표면 사이의 거리일 수도 있다. 본 발명의 또 다른 실시형태에서, 그 방법은 제 2 유한 엘리먼트 모델과 제 2 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 2 CAD 모델을 획득하는 것을 더 포함한다. 게다가, 이러한 실시형태에서, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 2 유한 엘리먼트 모델 사이의 접촉을 시뮬레이션하는 것을 포함한다. 더욱이, 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 제 1 유한 엘리먼트 모델 외에도, 제 2 유한 엘리먼트 모델, 및 제 2 CAD 모델을 사용하여 수행된다. 제 2 유한 엘리먼트 모델과 제 2 CAD 모델을 획득하는 것과 동일한 것들을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것을 더 포함하는 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 이러한 실시형태에서, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것은 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 하나 이상의 에러들을 결정하기 위해 제 1 CAD 모델 및 제 2 CAD 모델을 이용하는 것을 포함한다. 일 예의 실시형태에서, 유한 엘리먼트들 시뮬레이션에서의 하나 이상의 에러들은 갭 및 침투 중 적어도 하나일 수도 있다.
본 발명의 대체 실시형태는 제 1 유한 엘리먼트 모델, 제 1 CAD 모델, 및 제 2 CAD 모델을 획득하는 것을 포함한다. 이러한 실시형태는 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 2 CAD 모델 사이의 접촉을 시뮬레이션하는 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것을 더 포함하고, 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 제 1 유한 엘리먼트 모델, 제 1 CAD 모델, 및 제 2 CAD 모델을 사용하여 수행된다. 또 다르게는, 본 발명의 이러한 실시형태에서, 제 2 CAD 모델은 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 강체 (rigid body) 로서 취급될 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것은 제 1 CAD 모델에 기초하여 하나 이상의 보간 함수들을 생성하는 것과 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하기 위해 보간 함수들을 이용하는 것을 포함한다. 이러한 실시형태에서, 보간 함수들은 제 1 CAD 모델의 기하형상을 근사화할 수도 있다. 본 발명의 또 다른 실시형태에서, 제 1 유한 엘리먼트 모델은 적어도 2 개의 부분들을 표현하고 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 적어도 2 개의 부분들 사이의 접촉을 시뮬레이션한다.
본 발명의 대체 실시형태가 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 시스템을 지향하고 있다. 이러한 실시형태에서, 그 시스템은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 1 CAD 모델을 획득하도록 구성된 모델 모듈을 포함한다. 그 시스템은 적어도 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 구성된 시뮬레이션 모듈을 더 포함할 수도 있는데, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들을 결정하는 것을 포함한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들은 제 1 유한 엘리먼트 모델의 패싯과 제 1 CAD 모델의 표면 사이의 거리를 포함한다.
시스템의 대체 실시형태에서, 모델 모듈은 추가로, 제 2 유한 엘리먼트 모델과 제 2 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 2 CAD 모델을 획득하도록 구성된다. 게다가, 이러한 실시형태에서, 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 2 유한 엘리먼트 모델 사이의 접촉을 시뮬레이션하는 것을 포함하고, 시뮬레이션 모듈은 추가로, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하기 위해 제 2 유한 엘리먼트 모델 및 제 2 CAD 모델을 사용하도록 구성된다.
제 2 CAD 모델을 획득하도록 추가로 구성된 시스템의 실시형태에서, 시뮬레이션 모듈은 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 하나 이상의 에러들을 결정하기 위해 제 1 CAD 모델 및 제 2 CAD 모델을 이용하도록 구성될 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서의 하나 이상의 에러들은 갭 및 침투 중 적어도 하나인 시뮬레이션된 접촉에서의 에러이다.
그 시스템의 또 다른 실시형태에 따르면, 모델 모듈은 제 2 CAD 모델을 획득하도록 구성된다. 게다가, 시뮬레이션 모듈은 추가로, 제 2 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 구성되고, 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 2 CAD 모델 사이의 접촉을 시뮬레이션한다. 본 발명의 또 다른 실시형태에서, 시뮬레이션 모듈은 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 제 2 CAD 모델을 강체로서 취급하도록 구성된다.
그 시스템의 일 실시형태에 따르면, 시뮬레이션 모듈은 제 1 CAD 모델에 기초하여 하나 이상의 보간 함수들을 생성하도록 추가로 구성될 수도 있고, 이러한 실시형태에서, 시뮬레이션 모듈은 생성된 보간 함수들을 이용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 추가로 구성될 수도 있다. 시스템의 이러한 실시형태에서, 보간 함수들은 제 1 CAD 모델의 기하형상을 근사화할 수도 있다. 본 발명의 대안적 실시형태들에서, 보간 함수들은 시뮬레이션에서 수반되는 임의의 CAD 모델들을 위해 생성될 수도 있다. 시스템의 또 다른 실시형태에서, 제 1 유한 엘리먼트 모델은 적어도 2 개의 부분들을 표현하고 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 적어도 2 개의 부분들 사이의 접촉을 시뮬레이션한다.
본 발명의 다른 실시형태는 유한 엘리먼트 시뮬레이션들을 수행하는 클라우드 컴퓨팅 구현예를 지향하고 있다. 이러한 실시형태는 하나 이상의 클라이언트들과의 네트워크를 가로지르는 통신에서 서버에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 제품을 지향하고 있다. 그 컴퓨터 프로그램 제품은 프로세서에 의해 실행될 때, 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 1 컴퓨터 지원 설계 모델을 획득하는 것; 및 적어도 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것으로서, 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들을 결정하는 것을 포함하는, 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것을 하도록 하는 프로그램 명령들을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 컴퓨터 프로그램 제품에서, 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들은 제 1 유한 엘리먼트 모델의 패싯과 제 1 CAD 모델의 표면 사이의 거리를 포함한다.
전술한 바는, 유사한 참조 문자들이 상이한 도면들 전체에 걸쳐서 동일한 부분들을 언급하는 첨부 도면들에 예시된 바와 같은, 본 발명의 예의 실시형태들의 다음의 더욱 특정한 설명으로부터 명확하게 될 것이다. 도면들은 물론 축척에 맞지는 않고, 대신 본 발명의 실시형태들을 예시하는데 강조를 두었다.
도 1은 본 발명의 실시형태들의 개략적 개요도.
도 2는 본 발명의 원리들에 따라 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법을 묘사하는 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따라 2 개의 유한 엘리먼트 모델들 사이의 접촉의 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법을 묘사하는 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시형태들에서 구현된 바와 같은 CAD 및 유한 엘리먼트 표현들의 개략적 도면.
도 5는 본 발명의 실시형태들에서 구현된 바와 같은 표면의 다양한 표현들의 개략적 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 유한 엘리먼트 모델과 보간 함수들의 개략적인 도면.
도 7은 본 발명의 원리들에 따른 시스템을 예시하는 단순화된 블록도.
도 8은 본 발명의 일 실시형태가 구현될 수도 있는 컴퓨터 네트워크 환경의 단순화된 도면.
도 1은 본 발명의 실시형태들의 개략적 개요도.
도 2는 본 발명의 원리들에 따라 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법을 묘사하는 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따라 2 개의 유한 엘리먼트 모델들 사이의 접촉의 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법을 묘사하는 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시형태들에서 구현된 바와 같은 CAD 및 유한 엘리먼트 표현들의 개략적 도면.
도 5는 본 발명의 실시형태들에서 구현된 바와 같은 표면의 다양한 표현들의 개략적 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 유한 엘리먼트 모델과 보간 함수들의 개략적인 도면.
도 7은 본 발명의 원리들에 따른 시스템을 예시하는 단순화된 블록도.
도 8은 본 발명의 일 실시형태가 구현될 수도 있는 컴퓨터 네트워크 환경의 단순화된 도면.
본 발명의 예의 실시형태들의 설명은 다음과 같다.
본원에서 인용된 모든 특허들, 공개된 출원들 및 참고문헌들의 교시들은 그것들 전체가 참조로 통합된다.
본 발명은 유한 엘리먼트 분석에서 초기 표면 기하형상의 유한-엘리먼트 표현 (종종 꽤 열악한 것임) 과 초기 표면 기하형상의 CAD 표현 (통상 매우 정확한 것임) 사이의 차이를 (일부 경우들에서는 근사적으로) 설명한다. 유한 엘리먼트 분석 (FEA) 과 유한 엘리먼트 (FE) 시뮬레이션이라는 용어들은 본 출원 전체에 걸쳐 교환적으로 사용된다.
이상에서 설명된 등기하학적 유한 엘리먼트 방법에 비하여, 본 발명의 실시형태들은 표준 유한 엘리먼트들과 함께 사용되고 표준 유한 엘리먼트 시뮬레이션 방법들의 많은 양호하고 강건한 특성들을 보존할 수 있다. CAD 표현들이 메시 생성 태스크에 대한 입력으로서 이미 사용되고 있는 현재의 유한 엘리먼트 시뮬레이션 워크플로에 관하여, 본 발명의 실시형태들은 최소 우도의 혼란 또는 부정적 영향을 가지고서 디폴트로 활성화될 수 있다.
기존의 원둘레 및 구모양 평활화 방법들에 비하여, 본 발명의 실시형태들은 일반적인 표면 형상들에 적용가능하다. 본 발명은 표면 노드들의 초기 포지션들이 초기 진짜 기하형상 상에 정확히 위치된다는 가정에 의존하지 않는다.
본 발명의 목적은 유한-엘리먼트 시뮬레이션 또는 다른 유형의 시뮬레이션에서 접촉에 대한 침투 또는 갭 거리 계산들을 개선하는 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기본적인 양태는 유한 엘리먼트 시뮬레이션 동안에 접촉 컴퓨테이션들에 대한 초기 표면 기하형상의 더 정확한 CAD 표현들의 영향을 유지하는 것인 반면, 본 발명을 사용하지 않으면, CAD 표면 표현은 FE 모델 생성 단계의 마지막까지만 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시형태들의 개략적 개요도이다. 도 1에서, 프로세스 (101) 는 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 생성하고 실행하는 프로세스 흐름을 예시한다. 프로세스 (102) 는 업계에서 알려진 바와 같은 원리들에 따라 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 생성하고 실행하는 프로세스 (101) 에 대한 CAD 모델의 영향을 예시한다. 프로세스 (103) 는 본 발명의 원리들에 따라 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 생성하고 실행하는 프로세스 (101) 에 대한 CAD 모델의 영향을 예시한다.
프로세스 (101) 는 CAD 모델을 생성 (101a) 하는 것에 의해 시작된다. CAD 모델은 당업계에서 공지된 바와 같은 임의의 방법에 따라 생성될 수도 있다. 예를 들어, CAD 모델은 이러한 애플리케이션들을 겨냥한 임의의 다양한 소프트웨어 스위트 (suite) 들을 사용하여 생성될 수도 있다. CAD 모델을 생성 (101a) 한 후, 프로세스 (101) 에서의 다음의 단계는 유한 엘리먼트 모델을 생성 (101b) 하는 것이다. 유한 엘리먼트 모델을 생성 (101b) 하는 것은 대화형 프리프로세싱이라고 지칭될 수도 있다. 유한 엘리먼트 모델 생성 단계 (101b) 는 CAD 모델 (단계 101a에서 생성됨) 을 업데이트하거나 또는 가져오기하는 것, 재료 성질들을 정의하는 것, 유한 엘리먼트 모델 내에 충돌들이 없음을 보장하는 것 및 유한 엘리먼트 모델의 임의의 수의 양태들, 이를테면 마찰 계수들을 정의하는 것을 포함할 수도 있다. 유한 엘리먼트 모델을 생성하는 단계들 (101b) 은 업계에서 알려진 바와 같은 유한 엘리먼트 모델을 생성하는 임의의 방법들을 포함할 수도 있다. 유한 엘리먼트 모델을 생성 (101b) 한 후, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 생성하고 실행하는 프로세스 (101) 의 다음의 단계는 본원에서 정교화 (elaboration) 라고 지칭될 수도 있는 배치 프리프로세싱 (101c) 이다. 배치 프리프로세싱 (101c) 은 유한 엘리먼트 시뮬레이션의 데이터를 조직화하는 것과 단계 (101b) 에서 생성된 유한 엘리먼트 모델의 무결성을 보장하는 것을 포함할 수도 있다. 프로세스 (101) 의 최종 단계는 유한 엘리먼트 솔버 (101d) 를 실행하는 것이다. 유한 엘리먼트 솔버 (101d) 는 업계에서 알려진 바와 같은 원리들에 따라 또는 이하에서 설명되는 바와 같은 원리들에 따라, 예를 들어 도 2에 관련하여 아래에서 설명되는 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법들을 사용하여 수행될 수도 있다. 프로세스 (101) 는 업계에서 알려진 바와 같은 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 프로세스를 일반적으로 예시한다. 그러나, 본 발명의 실시형태들은 프로세스 (101) 를 통해 CAD 모델의 영향을 유지함으로써 전통적인 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수정한다.
프로세스 흐름 (102) 은 업계에서 알려진 바와 같은 원리들에 따른 프로세스 (101) 에 대한 CAD 모델의 영향을 예시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 유한 엘리먼트 시뮬레이션의 전통적인 원리들에 따르면, 프로세스 흐름 (101) 은 단계들 (101a 및 101b) 동안에 CAD 모델에 의해서만 영향을 받는다. 이는 흐름 (102) 의 부분 (102a) 에 의해 도시되어 있다. 업계에서 알려진 바와 같은 원리들에 따르면, CAD 표면 기하형상은 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 생성하고 수행하는 프로세스 흐름 (101) 의 단계들 (101a 및 101b) 을 포함하는 유한 엘리먼트 모델 생성까지만 사용된다. 배치 프리프로세싱 (101c) 및 유한 엘리먼트 시뮬레이션 (101d) 동안, 이들 단계들 동안의 표면 기하형상의 지식만이 패싯화된 유한 엘리먼트 기반 표현이다. 따라서, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 전통적인 방법들에 따르면, 유한 엘리먼트 모델만이 배치 프리프로세싱 (101c) 동안 그리고 유한 엘리먼트 시뮬레이션 솔버 (101d) 를 실행하는 경우에 사용된다.
그러나, 본 발명의 실시형태들에서, 접촉 컴퓨테이션들에 대한 초기 표면 기하형상의 CAD 표현의 영향은 프로세스 흐름 (103) 에 의해 도시된 바와 같은 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 생성하고 실행하는 프로세스 흐름 내내 유지된다. 종래 기술에서, CAD 모델은 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 생성하고 실행하는 프로세스 흐름 (101) 의 단계들 (101a 및 101b) 전체에 걸쳐서만 사용된다. 그러나, 본 발명의 실시형태들에서, CAD 모델의 영향은 프로세스 흐름 (101) 의 단계들 (101a-101d) 내내 유지된다. 따라서, 본 발명의 실시형태들은 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 모든 단계들 전체에 걸쳐 CAD 모델을 이용한다.
도 2는 본 발명의 원리들에 따라 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법을 묘사하는 흐름도이다. 그 방법 (210) 은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 1 CAD 모델을 획득하는 것 (211) 에 의해 시작된다. 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델은 업계에서 알려진 바와 같은 임의의 수단을 통해 획득될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델은 방법 (210) 을 수행하는 컴퓨터에 통신적으로 결합된 포인트로부터 획득될 수도 있다. 게다가, 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델은 통신 네트워크, 이를테면 로컬 영역 네트워크 (LAN) 또는 광 영역 네트워크 (WAN) 를 통해 획득될 수도 있다. 게다가, 방법 (210) 의 또 다른 실시형태에서, 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델은 업계에서 알려진 바와 같은 임의의 통신 포트를 통하는 것과 같은 알려진 통신 수단을 통해 그 방법을 작동하는 컴퓨터에 업로드될 수도 있다.
제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델을 획득한 후, 방법 (210) 은 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것 (212) 으로 끝나는데, 상기 수행하는 것은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들을 결정하는 것을 포함한다. 이상에서 언급된 바와 같이, 방법 (210) 의 실시형태에 따르면, 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 적어도 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델을 사용하여 수행되며, 따라서, 본 발명의 다른 실시형태들에서, 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 하나 이상의 다른 CAD 모델들 및/또는 유한 엘리먼트 모델들을 사용하여 수행될 수도 있다.
게다가, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법 (210) 의 다른 실시형태에서, 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델만을 사용하여 수행되고 다른 엘리먼트들은 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는데 필요하지 않다. 이러한 실시형태에서, 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 자기 접촉, 즉, 제 1 유한 엘리먼트 모델의 컴포넌트들 사이의 접촉을 시뮬레이션할 수도 있다. 이상에서 설명된 바와 같이, CAD 모델은 실제 세계 오브젝트, 예를 들어 차를 표현할 수도 있고, 마찬가지로, 유한 엘리먼트 모델은 CAD 모델을 표현할 수도 있다. 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 차의 실제 세계 사용을 시뮬레이션하도록 수행될 수도 있다. 방법 (210) 의 이러한 실시형태에서, CAD 모델은 차의 여러 부분들, 예를 들어 휠, 악셀, 및 섀시를 표현할 수도 있다. 게다가, 유한 엘리먼트 모델은 3 개의 부분들을 표현하고, 각각의 부분을 표현하는 3 개의 컴포넌트들로 구성될 수도 있다. 방법 (210) 의 실시형태에 따르면, 그 방법 (210) 은 유한 엘리먼트 모델의 다수의 컴포넌트들 사이의 접촉을 시뮬레이션한다. 방법 (210) 의 또 다른 실시형태에서, 그 방법 (210) 은 만곡형 표면들의 접촉 간에 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는데 사용된다.
방법 (210) 의 실시형태에 따르면, 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것 (212) 은, 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들을 결정하는 것을 포함한다. 이러한 실시형태에서, 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델은 더욱 정확한 결과를 산출하기 위해 유한 엘리먼트 시뮬레이션에 연계하여 사용된다. 예를 들어, 유한 엘리먼트 모델이 휠과 악셀을 표현하면, 단계 212는 휠과 악셀 사이의 접촉을 시뮬레이션할 수도 있다. 그러나, 휠 및 악셀의 가장 정확한 표현은 CAD 모델에 의해 주어질 수도 있다. 따라서, 방법 (210) 의 실시형태에서, CAD 모델은 휠과 악셀 사이의 접촉의 가장 정확한 시뮬레이션이 나오도록 유한 엘리먼트 시뮬레이션에 영향을 미친다. 방법 (210) 의 실시형태에 따르면, 초기의, 즉, 제 1 유한 시뮬레이션이 변형되기 전의 제 1 유한 엘리먼트 모델과, 제 1 CAD 모델 사이에서 변동들이 있을 수도 있다. 본 발명의 실시형태들 전체에 걸쳐, 초기 유한 엘리먼트 모델들 및 CAD 모델들 사이의 변동들은 유한 엘리먼트 시뮬레이션 내내 사용될 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들은 제 1 유한 엘리먼트 모델의 패싯과 그 CAD 모델의 표면 사이의 거리를 포함한다. 업계에서 알려진 바와 같이, 유한 엘리먼트 모델이 보통은 패싯화된다. 그러나, CAD 모델이 표면 기하형상에 의해 보통은 더 매끄럽게 (smoothly) 표현된다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것은 유한 엘리먼트 모델의 하나 이상의 패싯들과 제 1 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 CAD 모델의 대응하는 영역 사이의 하나 이상의 변동들을 결정하는 것을 포함한다. 예를 들어, 그 방법 (210) 의 일 실시형태에서, 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들은 제 1 유한 엘리먼트 모델의 패싯과 제 1 CAD 모델의 표면 사이의 거리를 포함한다. 또 다르게는, 본 발명의 일 실시형태에서, 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들은, 그 중에서도, 기하학적 변동, 즉, CAD 모델의 기하형상 및 유한 엘리먼트 모델의 기하형상 사이의 변동일 수도 있다. 더욱이, 본원에서 설명되는 변동들은 본원에서 설명된 바와 같은 초기의 제 1 유한 엘리먼트 모델과, 제 1 CAD 모델을 사용하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행 (212) 하는 경우 제 1 유한 엘리먼트 모델이 변형되는 방법 (210) 의 실시형태에서, 초기의 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델 사이의 변동이 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행 (212) 하는 내내 사용될 수도 있다. 하나 이상의 변동들에 관한 추가의 세부사항이 도 4 및 도 5에 관련하여 이하에서 설명된다.
본 발명의 대체 실시형태에 따르면, 적어도 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것 (212) 은, 제 1 CAD 모델에 기초하여 하나 이상의 보간 함수들을 생성하는 것과 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하기 위해 보간 함수들을 이용하는 것을 포함한다. 이러한 실시형태에서, 하나 이상의 보간 함수들은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들을 근사화할 수도 있다. 본 발명의 원리들에 따라 보간 함수들을 생성하는 것과 동일한 것을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것에 관한 추가의 세부사항은 도 6에 관련하여 이하에서 설명된다.
방법 (210) 의 또 다른 실시형태에서, 제 1 유한 엘리먼트 모델은 적어도 2 개의 부분들을 표현한다. 이러한 실시형태에서, 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 적어도 2 개의 부분들 사이의 접촉을 시뮬레이션한다. 방법 (210) 의 실시형태들은 임의의 수의 컴포넌트들, 즉 유한 엘리먼트 모델의 부분들 사이의 접촉을 시뮬레이션하도록 구성될 수도 있다. 방법 (210) 의 추가의 실시형태들은 별개의 유한 엘리먼트 모델들의 부분들을 수반하는 유한 엘리먼트 시뮬레이션들을 또한 수행할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 실시형태들은 업계에서 알려진 바와 같은 임의의 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 이용될 수도 있다.
방법 (210) 의 또 다른 실시형태에서, 그 방법은 제 2 CAD 모델을 획득하는 것을 더 포함한다. 이러한 실시형태에서, 적어도 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 (212) 은, 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 2 CAD 모델 사이의 접촉을 시뮬레이션하는 것을 포함하고, 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 또한 제 2 CAD 모델을 사용하여 수행된다. 대체 실시형태에서, 제 2 CAD 모델을 표현하는 개별 유한 엘리먼트 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것 대신, 제 2 CAD 모델은 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 강체로서 취급될 수도 있다.
그 방법의 실시형태들은 접촉, 예를 들어, 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델에 의해 표현되는 2 개의 부분들 사이의 접촉의 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는데 사용될 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것은 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 하나 이상의 에러들을 결정하기 위해 제 1 CAD 모델 및 제 1 유한 엘리먼트 모델을 이용하는 것을 포함한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서의 하나 이상의 에러들은 갭 및 침투 중 적어도 하나인 시뮬레이션된 접촉에서의 에러이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따라 2 개의 유한 엘리먼트 모델들 사이의 접촉의 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법을 묘사하는 흐름도이다. 그 방법 (320) 은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 1 CAD 모델을 획득하는 것 (321) 에 의해 시작된다. 다음으로, 제 2 유한 엘리먼트 모델과 제 2 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 2 CAD 모델이 획득된다 (322). 유한 엘리먼트 모델들과 CAD 모델들은 업계에서 알려진 임의의 수단을 통해 획득될 수도 있다. 게다가, 2 개의 별개의 단계들 (321 및 322) 에서 각각 수행되고 있는 것으로서 설명되고 있지만, 유한 엘리먼트 모델들과 CAD 모델들은 동시에, 그리고/또는 하나의 단계에서 획득될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 유한 엘리먼트 모델, 제 1 CAD 모델, 제 2 유한 엘리먼트 모델, 및 제 2 CAD 모델은 본 발명의 일 실시형태를 실행하는 컴퓨터로 LAN 또는 WAN을 통해 전송될 수도 있다. 단계들 (321 및 322) 후, 방법 (320) 의 다음의 단계는 적어도 제 1 유한 엘리먼트 모델, 제 1 CAD 모델, 제 2 유한 엘리먼트 모델, 및 제 2 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것 (323) 이다. 방법 (320) 의 실시형태에서, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것 (323) 은, 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델, 그리고 제 2 유한 엘리먼트 모델과 제 2 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들을 결정하는 것을 포함한다. 또 다르게는, 방법 (320) 의 일 실시형태에서, 단계 (323) 는 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 2 유한 엘리먼트 모델 사이의 접촉을 시뮬레이션하는 것을 포함할 수도 있다.
방법 (320) 의 또 다른 실시형태에 따르면, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것 (323) 은 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 하나 이상의 에러들을 결정하기 위해 제 1 CAD 모델 및 제 2 CAD 모델을 이용하는 것을 포함한다. 이러한 실시형태에서, 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서의 하나 이상의 에러들은 시뮬레이션된 접촉에서의 에러일 수도 있다. 게다가, 이러한 실시형태에서 시뮬레이션된 접촉에서의 에러는 갭 및 침투 중 적어도 하나일 수도 있다. 또 다르게는, 에러들은 진짜 갭 보다 크거나 또는 작은 갭을 포함할 수도 있다. 게다가, 에러들은 존재하지 않는 잘못된 갭, 진짜 침투보다 작거나 또는 큰 침투, 및 존재하지 않는 잘못된 침투를 포함할 수도 있다. 갭들 및 침투들에서의 이들 에러들은 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 유한 엘리먼트 모델들 또는 CAD 모델들 사이의 접촉에 관련될 수도 있다. 본원에서 설명된 바와 같이, 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 실제 세계 오브젝트들의 시뮬레이션을 제공할 수도 있다. 이러한 실시형태에서, CAD 모델들은 실제 세계 오브젝트들의 더 정확한 표현이고 이에 따라, 본원에서 설명되는 에러들은 CAD 모델들에 관련될 수도 있다. 유한 엘리먼트 시뮬레이션이 CAD 모델의 컴포넌트들 사이의 접촉을 시뮬레이션하는 본 발명의 일 실시형태에서, 에러들은 CAD 모델의 이들 컴포넌트들에 관련될 수도 있다.
방법 (320) 이 별개의 방법으로서 설명되고 있지만, 방법 (320) 의 컴포넌트들은 방법 (210) 에 통합될 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 방법 (210) 은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 유한 엘리먼트 모델을 표현하는 제 1 CAD 모델을 획득하는 것과, 방법 (320) 처럼, 제 2 CAD 모델 및 제 2 유한 엘리먼트 모델을 획득하는 것을 포함할 수도 있다. 다음으로, 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 획득된 유한 엘리먼트 모델들 및 CAD 모델들을 사용하여 수행될 것이다. 게다가, 본 발명의 실시형태들은 개별 유한 엘리먼트 모델들의 2 개의 세트들을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것으로 제한되지 않는다. 본 발명의 실시형태들은 임의의 수의 유한 엘리먼트 모델들 및 CAD 모델들을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션들을 수행할 수도 있다. 방법이 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델과 제 2 유한 엘리먼트 모델 및 제 2 CAD 모델 모두를 획득함으로써 시작되는 본 발명의 일 실시형태에서, 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 2 유한 엘리먼트 모델 사이의 접촉을 시뮬레이션할 수도 있다.
접촉의 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 간단한 2차원 예가 도 4에 도시되어 있다. 도 4의 진짜 (CAD) 기하형상들 (430 및 433) 은 이 경우에 매끄럽고 유한-엘리먼트 표현들 (431 및 432) 은 패싯화되어 있다. 2 개의 유한 엘리먼트 기반 표면들 사이의 거리는 진짜 표면 기하형상들 사이의 거리와는 꽤 상이할 수 있다. 관련된 표면들의 각각에 대한 초기 CAD 기하형상 및 초기 유한 엘리먼트 기하형상 사이의 차이를 처리하면 침투/갭 컴퓨테이션의 정확도를 극적으로 개선할 수 있다. 본 발명은 초기 기하형상 정정들이 시뮬레이션 동안 도 4에 묘사된 것과 같은 유한-엘리먼트의 CAD 기하형상으로의 투영들에 기초할 수 있도록 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시형태들에서 구현된 바와 같은 CAD 및 유한 엘리먼트 표현들의 개략적 도면이다. 도 4에 묘사된 것은 제 1 유한 엘리먼트 모델 (431), 개별 제 1 CAD 모델 (430), 제 2 유한 엘리먼트 모델 (432) 및 제 2 CAD 모델 (433) 이다. CAD 모델들 (430 및 433) 과 유한 엘리먼트 모델들 (431 및 432) 은 유한 엘리먼트 및 CAD 모델들의 단순화된 버전들이다. 일 예의 실시형태에서, CAD 모델들 (430 및 433) 과 유한 엘리먼트 모델들 (431 및 432) 은 일 파이프를 다른 파이프 내부에 시뮬레이션하는데 사용될 수도 있다. 따라서, 도 4는 파이프의 1/4의 구역을 다른 파이프의 1/4의 구역 내부에 묘사할 수도 있다.
유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 구성된 본 발명의 일 실시형태에서, 그 방법은 유한 엘리먼트 모델들 (431 및 432) 및 CAD 모델들 (430 및 433) 을 획득하는 것에 의해 시작될 것이다. 다음으로, 유한 엘리먼트 시뮬레이션이 CAD 모델들 (430 및 433) 및 유한 엘리먼트 모델들 (431 및 432) 을 사용하여 수행될 것이다. 본원에서 도시된 바와 같이, CAD 모델들 (430 및 433) 은 매끄럽고 개별 파이프들의 진짜 CAD 기하형상들을 나타낼 수도 있다. 그러나 유한 엘리먼트 모델들 (431 및 432) 은 도 4에서 도시된 바와 같이 패싯화되어 있다. 유한 엘리먼트 모델들 (431 및 432) 의 패싯들의 표현들에서의 불일치들은 유한 엘리먼트 시뮬레이션들에서 침투들 및 또는 갭들을 초래할 수도 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 유한 엘리먼트 모델 (431) 은 3 개의 패싯들로 구성되는 반면 유한 엘리먼트 모델 (432) 은 2 개의 패싯들로 구성된다. 불일치 때문에, 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 유한 엘리먼트 모델들 (431 및 432) 사이의 침투들 또는 갭들의 정확한 표현이 아닐 수도 있다.
따라서, 유한 엘리먼트 모델들과 개별 CAD 모델들이 유한 엘리먼트 모델들 (431 및 432) 사이의 접촉의 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는데 사용되는 본 발명의 실시형태들에서, 유한 모델들 (431 및 432) 의 패싯들에서의 이들 갭들 또는 침투들 및/또는 불일치의 영향은 본 발명의 원리들을 사용하는 것을 통해 완화될 수도 있다. 예를 들어, 도 4의 연관된 포인트들 (434) 은 접촉에서의 에러들을 결정하는데 사용될 수도 있다. 이들 에러들을 결정하기 위해, 먼저, 패싯들 간의 거리가 구해질 수도 있다. 이 거리 (435) 는 도 4에 묘사되어 있다. 다음으로, 유한 엘리먼트 모델 (431) 의 패싯과 CAD 모델 (430) 및 유한 엘리먼트 모델 (432) 과 CAD 모델 (433) 사이의 거리들은, 436 및 437에서 각각 도시된 바와 같이, 결정된다. 거리 (436) 는 유한 엘리먼트 모델 (431) 의 패싯과 CAD 모델 (430) 의 표면 사이의 거리이다. 마찬가지로, 거리 (437) 는 유한 엘리먼트 모델 (432) 과 표면 (433) 사이의 연관된 포인트들 (434) 에서의 거리이다. 2 개의 패싯들 사이의 거리 (435) 와 패싯들 및 대응하는 CAD 표면들 사이의 거리들 (436 및 437) 이 주어지면, 표면들 (433 및 430) 사이의 거리를 연관된 포인트들에서 결정할 수도 있다. 이 거리는 표면들 (430 및 433) 사이의 접촉의 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 침투 또는 갭을 정확히 결정하는데 사용될 수도 있다. 본원에서 설명된 바와 같은 이러한 방법들을 사용하여 결정될 수도 있는 에러들은, 진짜 갭보다 작거나 또는 큰 갭, CAD 모델들 사이에 존재하지 않는 잘못된 갭, 진짜 침투보다 작거나 또는 큰 침투, 또는 존재하지 않는 잘못된 침투일 수도 있다.
본원에서 설명되는 본 발명의 실시형태들이 유한 엘리먼트 모델들 사이의 접촉의 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 형성하는데 사용되지만, 본 발명의 실시형태들은 그렇게 제한되지 않고 무엇보다도 제약조건들, 즉, 2 개의 부분들 사이의 부착을 모델링하는데 사용될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시형태들에서 구현된 바와 같은 표면의 다양한 표현들의 개략적 도면이다. 도 5에서, 실선 (541) 은 원래의 CAD 표면 기하형상을 나타낸다. 실선 (540a) 은 CAD 표면 (541) 의 원래의 유한 엘리먼트 기하형상을 나타낸다. 그러나, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것 전체에 걸쳐, 유한 엘리먼트 모델 (540a) 은 변형 후에 유한 엘리먼트 모델 (540a) 을 나타내는 파선 (dashed line) (540b) 에 의해 도시된 바와 같이 변형되었다. 본원에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시형태들은 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 내내 CAD 모델, 이를테면 CAD 표면 (541) 을 이용한다. 도 5에 묘사된 바와 같은 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 경우 유한 엘리먼트 모델이 변형되는 본 발명의 일 예의 실시형태에서, 본 발명의 원리들은 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 하나 이상의 변동들 또는 에러들을 결정하는데 이용될 수도 있다. 도 4에 관하여 본원에서 설명된 바와 같이, 유한 엘리먼트 모델의 패싯과 CAD 모델 사이의 거리는 본 발명의 일 실시형태에서 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 더 정확히 수행하기 위해 유한 엘리먼트 시뮬레이션 동안에 사용될 수도 있다. 도 5에서, 542a는 원래의 구성에서 확립된 유한 엘리먼트 패싯 상의 포인트에서의 정정 거리를 도시하고 그러면 동일한 거리 (542b) 는 변형된 구성에서 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 원리들을 이용하면, 유한 엘리먼트 모델 (540a) 이 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 내내 변형되는 경우에도, 이 정정 거리들 (542a 및 542b) 은 유한 엘리먼트 시뮬레이션 내내 사용된다.
도 5의 파선 (543) 은 변형된 표면 기하형상의 추정을 나타낸다. 본 발명의 일 실시형태에서, 파선 (543) 은 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 경우에 결정된다. 이러한 실시형태에서, 파선 (543) 은 초기 CAD 모델 (541) 및 초기 유한 엘리먼트 기하형상 (540a) 사이의 거리 (542a) 와 같은 하나 이상의 변동들과 변형된 유한 엘리먼트 기하형상 (540b) 을 더한 것에 해당한다. 이들 변동들은 파선 (543) 을 생성하는데 사용될 수도 있다. 파선 (543) 은 본 발명의 실시형태들에서 생성되고 사용되는데, 진짜 변형된 CAD 기하형상이 알려져 있지 않기 때문이다. 유한 엘리먼트 모델 표면으로부터의 일정한 정정 거리의 가정은, 특히 유한 엘리먼트 모델의 기저 (underlying) 엘리먼트들에서의 스트레인 (strains) 이 작은 경우, 변형된 유한 엘리먼트 표면 기하형상 단독보다는 변형된 표면 기하형상의 더 정확한 추정을 초래할 수도 있다. 도 5에서, 예를 들어, 원래의 구성에서 결정되는 정정 거리 (542a) 는, 변형된 유한 엘리먼트 표면 (540b) 기하형상 단독보다는 표면 기하형상, 즉, 543의 더 정확한 추정을 결정하기 위해 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 내내 사용될 수도 있다. 변형된 기하형상 (543) 의 이 근사화는 그 다음에 더욱 정확한 결과를 산출하기 위해 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 경우에 이용될 수 있다.
일 실시형태에서, 파선 (543) 에 의해 묘사된 표면 기하형상의 개선된 추정은 원래의 CAD (541) 기하형상 및 원래의 유한 엘리먼트 모델 (540a) 기하형상 사이의 차이에 기초하는 정정 거리 (542b) 를 변형된 유한 엘리먼트 기하형상 (540b) 에 적용하는 것에 기초한다. 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 내내 변형되는 단일 유한 엘리먼트 모델의 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하기 위해 정정 거리 (542a) 를 이용하는 것이 도시되지만, 이들 원리들은 일 시뮬레이션에서 임의의 수의 유한 엘리먼트 모델들 및 CAD 모델들에 대해 이용될 수도 있다. 게다가, 이들 원리들은 본 발명의 원리들에 따라 수행되고 있는 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 사용되고 있는 유한 엘리먼트 모델에서 다양한 상이한 유한 엘리먼트 포인트들 전체에 걸쳐 사용될 수도 있다. 더욱이, 도 5가 일정한 정정 거리 (542a) 를 사용하는 것을 예시하지만, 본 발명의 실시형태들은 그렇게 제한되지 않는다. 대체 실시형태에서, 유한 엘리먼트 모델과 원래의 구성에서, 즉, 변형 전에 식별되는 개별 CAD 모델 사이의 변동은, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 경우에 고쳐지고 사용될 수 있다. 본 발명의 일 예의 실시형태에 따르면, 원래의 구성에서 결정되었던 정정 거리 (542a) 는 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서의 팩터들에 기초하여 수정, 즉, 증가되거나 또는 감소될 수도 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시형태에서 정정 거리 (542a) 는 유한 엘리먼트 모델의 기저 엘리먼트들에서의 스트레인에 기초하여 증가되거나 또는 감소되고 그 다음에 변형된 표면 기하형상의 개선된 추정을 결정하는데 사용될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 유한 엘리먼트 모델과 보간 함수들의 개략적인 도면이다. 본원에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시형태들은 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 경우 CAD 모델을 이용한다. 그러나, 유한 엘리먼트 시뮬레이션의 모든 프로세스에 대해 실제 CAD 기하형상을 이용하는 것은, 컴퓨테이션적으로 비싸질 수도 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유한 엘리먼트 시뮬레이션 동안 CAD 모델을 이용하는 것은 CAD 모델을 표현하는 보간 함수들을 생성하는 것을 포함한다. 도 6에 도시된 것은 유한 엘리먼트 모델 (650) 의 표면과 유한 엘리먼트 모델 (650) 이 표현하는 CAD 모델을 나타내기 위해 생성되는 보간 함수들 (651) 이다. 이러한 실시형태에서, 유한 엘리먼트 모델 (650) 과 보간 함수 (651) 및 유한 엘리먼트 모델의 표면과 보간 함수들 사이의 투영들, 이를테면 투영 (652) 은, 유한 엘리먼트 모델과 CAD 모델 사이의 하나 이상의 에러들을 결정하는데 사용될 수 있다. 이러한 실시형태에서는, 유한 엘리먼트 모델 및 CAD 모델 자체 사이의 투영들을 취하는 것이 아니라, 컴퓨테이션적으로 더 효율적이 되게 하기 위해, 투영들은 유한 엘리먼트 모델 (650) 및 보간 함수들 (651) 사이에서 취해진다. 보간 함수들 (651) 은 업계에서 알려진 바와 같은 원리들에 따라 생성될 수도 있다. 게다가, 본 발명의 일 실시형태에서, 보간 함수들은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들을 근사화할 수도 있다. 게다가, 도 6에 묘사된 바와 같이, 보간 함수들은 표면 기하형상을 표현하는 쌍입방 (bi-cubic) 보간 함수들의 필드 (field) 일 수도 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 보간 함수들 (651) 은 유한 엘리먼트 표현에 연관된 보간 함수들보다 더 가까운 초기 CAD 기하형상의 근사물을 제공할 수도 있다. 본 발명의 대체 실시형태에 따르면, 보간 함수들 (651) 은 개별 CAD 모델의 기하형상에 더욱 가깝게 근사화하는 향상된 초기 포지션 필드를 획득하기 위해 원래의 포지션 필드들의 일반 (regular) 유한 엘리먼트 표현을 수정하는데 사용될 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 초기 기하형상 정정들을 위한 높은 차수의 보간 함수들은 배치 프리프로세싱 동안에 구축될 수도 있다. 도 6은 이중선형 공간 보간을 각각 사용하는 2 개의 유한-엘리먼트 기반 표면 패싯들을 도시한다. 표면-기하형상 정정 함수를 위한 더 높은 차수의 (이 경우에 쌍입방) 보간 필드가 도 6에서 그것들 중 하나가 원호 (651) 인 매끄러운 원호들에 의해 표현된다. 기하형상 정정들을 위한 이 더 높은 차수의 보간 필드는, 배치 프리프로세싱 동안, 이를테면 프로세스 (101) 의 단계 (101c) 동안, 유한 엘리먼트 표면 패싯들 (이를테면 도 6에서 화살표들에 의해 표현되며, 그것들 중 하나는 화살표 (652) 임) 의 이산적인 포인트들에서 CAD 표면 기하형상 및 유한 엘리먼트 기반 표면 기하형상 사이의 차이의 샘플링에 기초하여 구축될 수 있다. 이 구현예 선택사항은 일부 경우들에서 더욱 최적의 성능 특성들을 가질 수도 있다.
도 7은 본 발명의 원리들에 따라 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는데 사용될 수도 있는 컴퓨터 기반 시스템 (760) 의 단순화된 블록도이다. 시스템 (760) 은 버스 (765) 를 포함한다. 버스 (765) 는 시스템 (760) 의 다양한 컴포넌트들 사이에 상호접속으로서 역할을 한다. 버스 (765) 에 접속된 것은 키보드, 마우스, 디스플레이, 스피커들 등과 같은 다양한 입력 및 출력 디바이스들을 시스템 (760) 에 접속하기 위한 입력-출력 디바이스 인터페이스 (768) 이다. 중앙 프로세싱 유닛 (CPU) (762) 이 버스 (765) 에 접속되고 컴퓨터 명령들의 실행을 제공한다. 메모리 (767) 가 컴퓨터 명령들을 수행하는데 사용되는 데이터를 위한 휘발성 저장소를 제공한다. 스토리지 (766) 가 운영 체제 (미도시) 와 같은 소프트웨어 명령을 위한 비휘발성 저장소를 제공한다. 시스템 (760) 은 WAN들 및 LAN들을 포함하는 다양한 네트워크들에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스 (761) 를 또한 포함한다. 또한 버스 (765) 에 연결된 것은 모델 모듈 (763) 이다. 모델 모듈 (763) 은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 1 CAD 모델을 획득하도록 구성될 수도 있다. 모델 모듈 (763) 에 통신적으로 연결된 것이 시뮬레이션 모듈 (764) 이다. 시뮬레이션 모듈 (764) 은 적어도 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 구성된다.
시스템 (760) 과 그것의 다양한 모듈들은 본원에서 설명된 바와 같은 본 발명의 임의의 실시형태들을 수행하도록 구성될 수도 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 시스템 (760) 은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 1 CAD 모델을 획득한다. 시스템 (760) 은 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델을 모델 모듈 (763) 을 통해 획득할 수도 있다. 게다가, 시뮬레이션 모듈 (764) 은 모델 모듈 (763) 에 의해 획득된 적어도 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 제 1 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 구성된다.
시스템 (760) 의 대체 실시형태에서, 시스템 (760) 은 유한 엘리먼트 시뮬레이션의 해법을 보고하도록 구성된 리포팅 모듈을 포함한다. 이러한 실시형태에서, 리포팅 모듈은 시스템 (760) 에 의해 수행되는 임의의 계산 또는 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 경우에 결정된 결과들 또는 중간 결과들 중 임의의 것을 보고하도록 구성될 수도 있다. 대안으로, 시스템 (760) 은 임의의 결과를 네트워크 인터페이스 (761) 및/또는 입력-출력 디바이스 인터페이스 (768) 를 통해 보고할 수도 있다.
시스템 (760) 의 다른 실시형태에 따르면, 본원에서 설명된 바와 같은 모듈들은 프로세서, 이를테면 CPU (762) 에 의해 실행될 수도 있는 소프트웨어 모듈들일 수도 있다. 시스템 (760) 의 실시형태에 따르면, 시뮬레이션 모듈 (764) 은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들을 결정하기 위해 제 1 CAD 모델을 이용함으로써 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 구성될 수도 있다. 시스템 (760) 의 또 다른 대체 실시형태에서, 모델 모듈 (763) 은 제 2 CAD 모델 및 제 2 유한 엘리먼트 모델을 획득하도록 구성된다. 게다가, 이러한 실시형태에서, 시뮬레이션 모듈 (764) 은 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하기 위해 제 2 유한 엘리먼트 모델 및 제 2 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 구성될 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 시뮬레이션 모듈은 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 하나 이상의 에러들을 결정하기 위해 제 1 CAD 모델 및 제 2 CAD 모델을 사용함으로써 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 구성될 수도 있다. 이러한 실시형태에서, 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서의 하나 이상의 에러들은 갭 또는 침투일 수도 있다.
시스템 (760) 의 또 다른 실시형태에서, 모델 모듈 (763) 은 제 2 CAD 모델을 획득하도록 구성되고, 시뮬레이션 모듈 (764) 은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 2 CAD 모델 사이의 접촉의 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 구성되고, 시뮬레이션 모듈 (764) 은 또한 제 2 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 구성된다. 제 2 CAD 모델이 획득되는 시스템 (760) 의 실시형태에서, 시뮬레이션 모듈 (764) 은 제 1 유한 엘리먼트 모델과 제 2 CAD 모델 사이의 접촉의 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 경우 제 2 CAD 모델을 강체로서 취급하도록 구성될 수도 있다.
시스템 (760) 의 또 다른 실시형태에서, 시뮬레이션 모듈 (764) 은 제 1 CAD 모델에 기초하여 하나 이상의 보간 함수들을 생성하고 생성된 보간 함수들을 이용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 구성된다. 시스템 (760) 의 일 실시형태에 따르면, 제 1 유한 엘리먼트 모델은 적어도 2 개의 부분들을 표현하고 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 적어도 2 개의 부분들 사이의 접촉을 시뮬레이션한다.
도 8은 본 발명이 구현될 수도 있는 컴퓨터 네트워크 환경 (870) 을 예시한다. 컴퓨터 네트워크 환경 (870) 에서, 서버 (871) 는 통신 네트워크 (872) 를 통해 클라이언트들 (873a-873n) 에 링크된다. 환경 (870) 은 클라이언트들 (873a-873n) 이 본원에서 설명되는 방법들을 단독으로 또는 서버 (870) 와 조합하여 실행하는 것을 허용하는데 사용될 수도 있다.
위에서 설명된 예의 실시형태들은 많은 상이한 방도들로 구현될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 어떤 경우들에서는, 본원에서 설명되는 다양한 방법들과 머신들이 물리적, 가상, 또는 하이브리드 범용 컴퓨터, 또는 컴퓨터 환경 (870) 과 같은 컴퓨터 네트워크 환경에 의해 각각 구현될 수도 있다.
실시형태들 또는 그것들의 양태들이 하드웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어의 형태로 구현될 수도 있다. 소프트웨어로 구현된다면, 그 소프트웨어는 프로세서가 소프트웨어 또는 그것의 명령들의 서브세트들을 로딩하는 것을 가능하게 하도록 구성되는 임의의 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장될 수도 있다. 그러면 프로세서는 그 명령들을 실행하고, 본원에서 설명된 바와 같은 방식으로 장치를 작동시키거나 또는 동작하게 하도록 구성된다.
게다가, 펌웨어, 소프트웨어, 루틴들, 또는 명령들은 데이터 프로세서들의 특정한 액션들 및/또는 기능들을 수행하는 것으로서 본원에서 설명될 수도 있다. 그러나, 본원에 포함되는 이러한 설명들은 단지 편이를 위한 것이고 그러한 액션들은 사실상 펌웨어, 소프트웨어, 루틴들, 명령들 등을 실행하는 컴퓨팅 디바이스들, 프로세서들, 제어기들, 또는 다른 디바이스들로부터 유발된다는 것이 이해되어야 한다.
흐름도들, 블록도들, 및 네트워크 다이어그램들이, 더 많거나 또는 더 적은 엘리먼트들을 포함하거나, 상이하게 배열되거나 또는 상이하게 나타내어질 수도 있다는 것이 또한 이해되어야 한다. 하지만 추가로, 특정한 구현예들이 블록 및 네트워크 도면들을 서술할 수도 있고 실시형태들의 실행을 예시하는 다수의 블록 및 네트워크 도면들이 특정 방도로 구현될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
따라서, 추가의 실시형태들은 다양한 컴퓨터 아키텍처들, 물리적, 가상, 클라우드 컴퓨터들, 및/또는 그것들의 일부 조합으로 또한 구현될 수도 있고, 따라서, 본원에서 설명되는 데이터 프로세서들은 실시형태들의 예시만을 목적으로 의도되고 제한으로서는 의도되지 않는다.
본 발명이 그것의 예의 실시형태들에 관하여 특정하여 도시되고 설명되었지만, 형태와 세부사항에서의 다양한 변경들이 첨부된 청구항들에 의해 둘러싸인 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 본원 내에서 만들어질 수도 있음이 당업자들에 의해 이해될 것이다.
Claims (20)
- 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법으로서,
제 1 유한 엘리먼트 모델과 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 1 컴퓨터 지원 설계 (CAD) 모델을 획득하는 단계; 및
적어도 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 상기 제 1 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 단계로서, 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 단계는, 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델과 상기 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들을 결정하는 단계를 포함하는, 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 유한 엘리먼트 모델과 상기 제 1 CAD 모델 사이의 상기 하나 이상의 변동들은 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델의 패싯과 상기 제 1 CAD 모델의 표면 사이의 거리를 포함하는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
제 2 유한 엘리먼트 모델과 상기 제 2 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 2 CAD 모델을 획득하는 단계를 더 포함하고,
상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 단계는, 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델과 상기 제 2 유한 엘리먼트 모델 사이의 접촉을 시뮬레이션하는 단계를 포함하고, 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 상기 제 2 유한 엘리먼트 모델 및 상기 제 2 CAD 모델을 사용하여 수행되는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 단계는,
상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 하나 이상의 에러들을 결정하기 위해 상기 제 1 CAD 모델 및 상기 제 2 CAD 모델을 이용하는 단계를 포함하는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서의 상기 하나 이상의 에러들은,
갭 (gap); 및
침투 (penetration)
중 적어도 하나인 시뮬레이션된 상기 접촉에서의 에러인, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
제 2 CAD 모델을 획득하는 단계를 더 포함하고,
상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 단계는, 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델과 상기 제 2 CAD 모델 사이의 접촉을 시뮬레이션하는 단계를 포함하고, 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 상기 제 2 CAD 모델을 사용하여 수행되는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 CAD 모델은 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 강체 (rigid body) 로서 취급되는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 단계는,
상기 제 1 CAD 모델에 기초하여 하나 이상의 보간 함수들을 생성하는 단계로서, 상기 하나 이상의 보간 함수들은 상기 제 1 CAD 모델의 기하형상을 근사화하는, 상기 하나 이상의 보간 함수들을 생성하는 단계; 및
상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하기 위해 상기 보간 함수들을 이용하는 단계를 더 포함하는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 유한 엘리먼트 모델은 적어도 2 개의 부분들을 표현하며; 그리고
상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 상기 적어도 2 개의 부분들 사이의 접촉을 시뮬레이션하는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 방법. - 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 시스템으로서,
제 1 유한 엘리먼트 모델과 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 1 컴퓨터 지원 설계 (CAD) 모델을 획득하도록 구성된 모델 모듈; 및
적어도 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 상기 제 1 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 구성된 시뮬레이션 모듈로서, 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것은, 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델과 상기 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들을 결정하는 것을 포함하는, 상기 시뮬레이션 모듈을 포함하는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 유한 엘리먼트 모델과 상기 제 1 CAD 모델 사이의 상기 하나 이상의 변동들은 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델의 패싯과 상기 제 1 CAD 모델의 표면 사이의 거리를 포함하는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 모델 모듈은 추가로, 제 2 유한 엘리먼트 모델과 상기 제 2 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 2 CAD 모델을 획득하도록 구성되며; 그리고
상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델과 상기 제 2 유한 엘리먼트 모델 사이의 접촉을 시뮬레이션하는 것을 포함하고, 상기 시뮬레이션 모듈은 추가로, 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하기 위해 상기 제 2 유한 엘리먼트 모델 및 상기 제 2 CAD 모델을 사용하도록 구성되는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 시스템. - 제 12 항에 있어서,
상기 시뮬레이션 모듈은 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 하나 이상의 에러들을 결정하기 위해 상기 제 1 CAD 모델 및 상기 제 2 CAD 모델을 이용하여 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 구성되는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 시스템. - 제 13 항에 있어서,
상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서의 상기 하나 이상의 에러들은,
갭 (gap); 및
침투 (penetration)
중 적어도 하나인 시뮬레이션된 상기 접촉에서의 에러인, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 모델 모듈은 추가로, 제 2 CAD 모델을 획득하도록 구성되고;
상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델과 상기 제 2 CAD 모델 사이의 접촉을 시뮬레이션하며; 그리고
상기 시뮬레이션 모듈은 추가로, 상기 제 2 CAD 모델을 사용하여 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 구성되는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 시뮬레이션 모듈은 추가로, 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션에서 상기 제 2 CAD 모델을 강체 (rigid body) 로서 취급하도록 구성되는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 시뮬레이션 모듈은 추가로,
상기 제 1 CAD 모델에 기초하여 하나 이상의 보간 함수들을 생성하는 것으로서, 상기 하나 이상의 보간 함수들은 상기 제 1 CAD 모델의 기하형상을 근사화하는, 상기 하나 이상의 보간 함수들을 생성하며; 그리고
생성된 상기 보간 함수들을 이용하여 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하도록 구성되는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 유한 엘리먼트 모델은 적어도 2 개의 부분들을 표현하며; 그리고
상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션은 상기 적어도 2 개의 부분들 사이의 접촉을 시뮬레이션하는, 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 시스템. - 하나 이상의 클라이언트들과의 네트워크를 가로지르는 통신에서 서버에 의해 실행되는, 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
상기 컴퓨터 판독가능 매체는, 프로세서에 의해 실행될 때,
제 1 유한 엘리먼트 모델과 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델이 표현하는 제 1 컴퓨터 지원 설계 (CAD) 모델을 획득하는 것; 및
적어도 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델 및 상기 제 1 CAD 모델을 사용하여 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것으로서, 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것은, 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델과 상기 제 1 CAD 모델 사이의 하나 이상의 변동들을 결정하는 것을 포함하는, 상기 유한 엘리먼트 시뮬레이션을 수행하는 것을 하도록 하는 프로그램 명령들을 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품. - 제 19 항에 있어서,
상기 제 1 유한 엘리먼트 모델과 상기 제 1 CAD 모델 사이의 상기 하나 이상의 변동들은 상기 제 1 유한 엘리먼트 모델의 패싯과 상기 제 1 CAD 모델의 표면 사이의 거리를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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