KR20230084883A - 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법 및 이를 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터 판독이 가능한 기록 매체 - Google Patents

배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법 및 이를 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터 판독이 가능한 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배관 서포트의 기능별로 캐드프로그램 분류코드를 부여하고 3차원 모델을 구성하는 제1단계(S110), 분류코드 및 3차원 모델을 기준으로 3차원 캐드 컴포넌트를 DB로 구축하는 제2단계(S120), 배관 서포트의 위치 및 타입을 선정하기 위해 배관응력해석을 수행하는 제3단계(S130), 및 배관응력해석의 결과물을 도표화하고 시각화하는 제4단계(S140)를 포함하여, 3차원 캐드프로그램에서 배관응력해석 결과물을 3차원으로 시각화하는, 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법을 개시한다.

Description

배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법 및 이를 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터 판독이 가능한 기록 매체{METHOD FOR VISUALIZING STRESS ISO IN 3 DIMENSION AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법 및 이를 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터 판독이 가능한 기록 매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원 캐드프로그램에서 배관응력해석 결과물을 3차원 모델에 반영하도록 배관응력해석 결과물을 테이블로 도표화하고 3차원 모델링을 통해 시각화할 수 있는, 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법 및 이를 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터 판독이 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
선박의 배관 상세설계기간에 수행되는 배관응력 해석업무는 응력해석 결과를 도출한 후 유관 부서와의 정보 전달 및 공유가 필요하다.
종래에는 배관응력 해석이 완료되면 이에 대한 결과물로 배관 서포트의 위치 및 타입정보 등의 배관응력해석 결과가 표기된 ISO 도면을 수기로 작성하고 출력하거나 별도의 평면 도면에 배관 서포트 또는 배관응력 해석 결과물을 기호를 이용하여 표현하여, 유관부서에 전달하게 되면 이를 바탕으로 별도의 업무진행률을 확인하기 위한 파일 등을 생성한다.
또한, 배관 서포트의 3차원 모델의 수정시에는, 설계 변경이 요구되는 모델에 해당하는 평면 도면을 찾아 정보를 확인하고 모델 수정을 수행하여서 비효율적이기도 하다.
이에, 3차원 캐드프로그램에서 배관응력해석 결과물을 3차원 모델에 반영하도록 3차원 모델링을 통해 시각화할 수 있는 기술이 요구된다.
한국 공개특허공보 제10-2002-0011677호 (2차원 배관엔지니어링 도면을 3차원 캐드데이타로자동변환 및 모델제작하는 프로그램에 의한 설계방법, 2002.02.09) 한국 공개특허공보 제10-2020-0041560호 (배관 MC 검사를 위한 3차원 뷰 자동 생성 장치 및 방법, 2020.04.22)
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 3차원 캐드프로그램에서 배관응력해석 결과물을 3차원 모델에 반영하도록 배관응력해석 결과물을 테이블로 도표화하고 3차원 모델링을 통해 시각화할 수 있는, 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법 및 이를 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터 판독이 가능한 기록 매체를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명의 일 실시예는, 배관 서포트의 기능별로 캐드프로그램 분류코드를 부여하고 3차원 모델을 구성하는 제1단계; 상기 분류코드 및 상기 3차원 모델을 기준으로 3차원 캐드 컴포넌트를 DB로 구축하는 제2단계; 상기 배관 서포트의 위치 및 타입을 선정하기 위해 배관응력해석을 수행하는 제3단계; 및 상기 배관응력해석의 결과물을 도표화하고 시각화하는 제4단계;를 포함하는, 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법을 제공한다.
여기서, 상기 제4단계는, 상기 배관응력해석의 해석계산번호와 유한요소해석 프로그램의 노드번호의 조합으로 테이블을 작성하는 단계와, 상기 테이블에 3차원 캐드 컴포넌트의 좌표와 배관 서포트의 구성코드를 추가 기입하는 단계와, 상기 테이블을 업로드하여 3차원 캐드 컴포넌트 모델을 구성하는 단계와, 캐드프로그램에서, 상기 테이블에서 특정 항목을 선택하여 상기 항목에 해당하는 배관응력해석 결과물을 3차원으로 시각화하는 단계로 구성될 수 있다.
또한, 상기 노드번호는 다수의 배관 라인으로 구성된 패키지별 각 배관에 귀속되는 각 배관 서포트의 위치에 따라 부여되고, 상기 테이블에는 각 고유 노드번호별 배관 서포트의 분류코드와, 각 고유 노드번호별 배관 서포트의 설계하중과, 각 고유 노드번호별 3차원 좌표 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 배관응력해석 결과물은 상기 패키지별로 업데이트하여 상기 배관 서포트 위치에 3차원으로 시각화될 수 있다.
또한, 상기 제1단계에서, 상기 배관 서포트의 하중 지지 기능, 홀드 다운 기능, 수평 가이드 기능, X축 방향 가이드 기능, Y축 방향 가이드 기능, 라인 스톱 기능, 강성 스트럿 기능, 스프링 캔 기능 및 스프링 행거 기능별로 상기 캐드프로그램 분류코드를 부여할 수 있다.
또한, 상기 제3단계는, 배관을 지지하는 상기 배관 서포트의 타입에 따라 인가되는 하중, 변위, 응력 및 진동에 대한 상기 배관 서포트의 배관응력해석을 수행할 수 있다.
또한, 상기 배관응력해석의 결과물은, 해석 응력, 배관 서포트 하중, 해석 하중, 배관의 최종 변위좌표인 해석 변위, 하중조건, 및 배관정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 배관정보는, 배관 크기와, 배관 두께와, 보온층(insulation layer) 두께와, 피팅류 정보와, 배관 서포트 위치와, 배관의 초기좌표와, 배관의 재질정보와, 단위계 정보를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예는, 앞서 열거한 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체를 제공한다.
본 발명에 의하면, 3차원 캐드프로그램에서 배관응력해석 결과물을 3차원 모델에 반영하도록 배관응력해석 결과물을 테이블로 도표화하고 3차원 모델링을 통해 시각화하여서, 배관응력해석 결과물을 확인가능하도록 하여 별도의 정보검색없이 배관 서포트에 대한 3차원 모델의 정확성 및 신뢰성 확보와 선박 제조 시수 절감을 구현할 수 있고, MC검사, 구성가능한 패키지인지 여부에 대한 검증 등을 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법의 개략적인 순서도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법에서의 3차원 모델 구성을 예시한 것이다.
도 3은 도 1의 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법에서의 테이블을 예시한 것이다.
도 4는 도 1의 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법에서의 3차원 시각화를 예시한 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의한 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법은, 배관 서포트의 기능별로 캐드프로그램 분류코드를 부여하고 3차원 모델을 구성하는 제1단계(S110), 분류코드 및 3차원 모델을 기준으로 3차원 캐드 컴포넌트를 DB로 구축하는 제2단계(S120), 배관 서포트의 위치 및 타입을 선정하기 위해 배관응력해석을 수행하는 제3단계(S130), 및 배관응력해석의 결과물을 도표화하고 시각화하는 제4단계(S140)를 포함하여, 3차원 캐드프로그램에서 배관응력해석 결과물을 3차원으로 시각화하는 것을 요지로 한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 전술한 구성의 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법을 구체적으로 상술하면 다음과 같다.
우선, 제1단계(S110)에서는, 도 2를 참고하면, 배관 서포트의 기능(A)별로 캐드프로그램 분류코드(B)를 부여하고 3차원 모델을 구성하여, 배관 서포트를 3차원모델형상(C)으로 구현할 수 있다.
예로 들자면, 제1단계(S110)에서, 배관 서포트의 하중 지지 기능(Weight), 홀드 다운 기능(Hold-Down), 수평 가이드 기능(Guide-Hor), X축 방향 가이드 기능(Guide-XX Dir.), Y축 방향 가이드 기능(Guide-YY Dir.), 라인 스톱 기능(Line Stop), 강성 스트럿 기능(Rigid Strut), 스프링 캔 기능(Spring Can) 및 스프링 행거 기능(Spring Hanger)별로 RE, HD, GU, XX, YY, LS, ST, CA, HA 등의 캐드프로그램 분류코드를 각각 부여할 수 있다.
이후, 제2단계(S120)에서는, 앞선 캐드프로그램 분류코드 및 3차원 모델을 기준으로 3차원 캐드 컴포넌트를 DB로 구축한다.
이후, 제3단계(S130)에서는, 배관응력해석 모듈 또는 배관응력해석 프로그램에 의해, 배관 서포트의 위치 및 타입을 선정하기 위해서, 배관을 지지하는 배관 서포트 타입에 따라 인가되는 하중, 변위, 응력 및 진동에 대한 배관 서포트의 배관응력해석을 수행하여, 해석 응력, 배관 서포트 하중, 해석 하중, 배관의 최종 변위좌표인 해석 변위, 하중조건, 및 배관 크기와 배관두께와 보온층(insulation layer) 두께와 피팅류 정보와 배관 서포트 위치와 배관의 초기좌표와 배관의 재질정보와 단위계 정보 등으로 이루어진 배관정보를 포함하는, 배관응력해석 결과물을 도출할 수 있다.
이후, 제4단계(S140)에서는, 3차원 캐드프로그램에서 배관응력해석의 결과물을 도표화하고 시각화하여서, 배관 서포트에 대한 3차원 뷰를 생성하여 실제 현장과 비교하여 MC(Mechanical Completion) 검사를 쉽게 수행하도록 하고 해당 패키지에 대한 검증을 수행하도록 할 수 있다.
구체적으로, 도 3을 참고하면, 제4단계(S140)는, 배관응력해석 결과물에 대해, 다수의 배관 라인으로 구성되어 그룹핑된 패키지별 해석계산번호(PKG NO)와 유한요소해석 프로그램의 노드번호(Node No)의 조합으로 테이블을 작성하는 단계(S141)와, 테이블에 3차원 캐드 컴포넌트의 좌표와 배관 서포트의 구성코드를 추가 기입하는 단계(S142)와, 앞서 작성된 외부파일인 테이블을 3차원 캐드프로그램에 업로드하여 배관응력해석 결과물의 배관 서포트에 대해 3차원 캐드 컴포넌트 모델을 각각 구성하는 단계(S143)와, 3차원 캐드프로그램을 통해, 도 4의 (a)에서와 같이 테이블에서 특정 항목을 선택하고, 도 4의 (b)에서와 같이 선택된 항목에 해당하는 배관응력해석 결과물을 3차원으로 시각화하는 단계(S144)로 구성될 수 있다.
여기서, 고유 노드번호는 다수의 배관 라인으로 구성된 패키지별 각 배관에 귀속되는 각 배관 서포트의 위치에 따라 부여되고, 테이블에는 각 고유 노드번호별 배관 서포트의 분류코드와, 각 고유 노드번호별 배관 서포트의 설계하중과, 각 고유 노드번호별 3차원 좌표 정보를 포함할 수 있다.
또한, 배관응력해석 결과물은 패키지별로(CN단위별로) 업데이트하여 다수의 배관 라인으로 구성된 패키지 및 노드번호의 조합에 따른 배관 서포트 위치에 3차원으로 시각화될 수 있고, 설계 변경이 요구되는 배관 서포트에 대해 별도의 도면검색없이 3차원 캐드프로그램에서 업데이트된 테이블을 기준으로 3차원 캐드프로그램에서 3차원 모델 수정이 가능하도록 할 수도 있다.
이에, 배관응력해석 수행 전에, 배관 서포트의 타입별로 3차원 모델을 구성하여 3차원 캐드프로그램에서의 3차원 캐드 컴포넌트로 DB를 구축한 후, 배관응력해석 수행 후 해당 3차원 캐드 컴포넌트로 DB로부터 선택하여 시각화하여 배관응력해석 결과물에 대한 정보를 유관부서와 공유하도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예는, 앞서 열거한 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체를 제공한다.
예컨대, 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 애플리케이션이나 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있고, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있고, 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독 가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
따라서, 전술한 바와 같은 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법의 구성에 의해, 전자파일로 공유되는 정보를 대체하여, 3차원 캐드프로그램에서 배관응력해석 결과물을 3차원 모델에 반영하도록 배관응력해석 결과물을 테이블로 도표화하고 3차원 모델링을 통해 시각화하여서, 배관응력해석 결과물을 3차원 모델을 통해 확인가능하도록 할 수 있다.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
S110 : 3차원 모델 구성 제1단계
S120 : DB 구축 제2단계
S130 : 배관응력해석 수행 제3단계
S140 : 시각화 제4단계
S141 : 테이블 작성 단계
S142 : 추가 기입 단계
S143 : 3차원 캐드 컴포넌트 모델 구성 단계
S144 : 3차원 시각화 단계

Claims (13)

  1. 배관 서포트의 기능별로 캐드프로그램 분류코드를 부여하고 3차원 모델을 구성하는 제1단계;
    상기 분류코드 및 상기 3차원 모델을 기준으로 3차원 캐드 컴포넌트를 DB로 구축하는 제2단계;
    상기 배관 서포트의 위치 및 타입을 선정하기 위해 배관응력해석을 수행하는 제3단계; 및
    상기 배관응력해석의 결과물을 도표화하고 시각화하는 제4단계;를 포함하는,
    배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4단계는,
    상기 배관응력해석의 해석계산번호와 유한요소해석 프로그램의 노드번호의 조합으로 테이블을 작성하는 단계를 더 포함하는,
    배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제4단계는,
    상기 테이블에 상기 3차원 캐드 컴포넌트의 좌표와 상기 배관 서포트의 구성코드를 추가 기입하는 단계를 더 포함하는,
    배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제4단계는,
    상기 테이블을 업로드하여 3차원 캐드 컴포넌트 모델을 구성하는 단계를 더 포함하는,
    배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제4단계는,
    캐드프로그램에서, 상기 테이블에서 특정 항목을 선택하여 상기 항목에 해당하는 배관응력해석 결과물을 3차원으로 시각화하는 단계를 더 포함하는,
    배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 노드번호는 다수의 배관 라인으로 구성된 패키지별 각 배관에 귀속되는 각 배관 서포트의 위치에 따라 부여되고, 상기 테이블에는 각 고유 노드번호별 배관 서포트의 분류코드, 각 고유 노드번호별 배관 서포트의 설계하중, 및 각 고유 노드번호별 3차원 좌표 정보 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 배관응력해석 결과물은 상기 패키지별로 업데이트하여 상기 배관 서포트 위치에 3차원으로 시각화되는 것을 특징으로 하는,
    배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1단계에서,
    상기 배관 서포트의 하중 지지 기능, 홀드 다운 기능, 수평 가이드 기능, X축 방향 가이드 기능, Y축 방향 가이드 기능, 라인 스톱 기능, 강성 스트럿 기능, 스프링 캔 기능 및 스프링 행거 기능별로 상기 캐드프로그램 분류코드를 부여하는 것을 특징으로 하는,
    배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3단계는,
    배관을 지지하는 상기 배관 서포트의 타입에 따라 인가되는 하중, 변위, 응력 및 진동에 대한 상기 배관 서포트의 배관응력해석을 수행하는 것을 특징으로 하는,
    배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 배관응력해석의 결과물은,
    해석 응력, 배관 서포트 하중, 해석 하중, 배관의 최종 변위좌표인 해석 변위, 하중조건, 및 배관정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 배관정보는,
    배관 크기와, 배관 두께와, 보온층(insulation layer) 두께와, 피팅류 정보와, 배관 서포트 위치와, 배관의 초기좌표와, 배관의 재질정보와, 단위계 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 배관응력해석 결과물 3차원 시각화 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램.
  13. 제 12 항에 따른 프로그램이 기록된, 컴퓨터 판독이 가능한 기록 매체.
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