[OptiStruct] 최적화 결과를 CAD 파일로 추출하기 : OSSmooth 파헤치기

1. 개요

 OSSmooth 기능은 OptiStruct을 통한 최적화 결과를 통해 얻어진 형상을 수정하기 위해 IGES, STEP, PARASOLID와 같은 CAD 포맷 파일로 추출하거나 재해석(FEA Reanalysis)할 수 있도록 모델을 셋팅 해주는 기능입니다.

 쉽게 말하여 Topology, Topography, Shape 최적화 결과에 대해서 OSSmooth를 통해 CAD 파일이나 FEM 모델로 추출할 수 있습니다.

 이렇게 추출된 파일은 Catia 같은 CAD 프로그램으로 불러 제품 제작 혹은 수정에 참고하여 사용되거나 다시 FEM 모델로 만들어 조건을 변경하여 해석 하거나 형상을 변경하여 해석할 수 있습니다.

 아래는 OSSmooth Flowchart이며, 해당 Flowchart를 통해 최적화 결과로 부터 OSSmooth가 어떤 흐름으로 진행되는지 알 수 있습니다.

OSSmooth_img1

2. 라이선스

 OSSmooth를 하게 되면 HyperMesh 21HWU + OSSmooth 21HWU을 사용하게 되어 최종적으로 42HWU이 소요됩니다.
자세한 내용은 Help에서 HyperWorks Product Licensing Unit Draw를 참조 바랍니다.

3. OSSmooth GUI 구성

– 크게 4개로 아래와 같이 구성되어 있습니다.

1) 모델 경로 설정
: 모델 파일과 결과파일 경로 설정하는 부분

2) Output 타입 / 방법 설정
: Export 하고자 하는 Output type, Parameter를 설정하는 부분

3) 위상 최적화(Topology) 옵션
: 위상 최적화 결과를 추출시 추출 옵션 설정하는 부분

4) 비드(Topography)/형상(Shape) 최적화 옵션
: 비드/형상 최적화 결과를 추출시 추출 옵션 설정하는 부분

OSSmooth_img2

 위상 최적화 옵션 부분과 비드/형상 최적화 옵션 부분은 만약 추출하고자 하는 최적화 모델이 위상 최적화일 경우 비드/형상 최적화를 none을 선택하여 옵션을 비활성화 하고, 반대로 추출하고자 하는 최적화 모델이 비드/형상 최적화일 경우 위상 최적화의 옵션의 iso surface를 비활성화 한 후 OSSmooth를 진행합니다.

4. OSSmooth Panel GUI 설명

4.1 OSSmooth 실행 방법

– HyperMesh 패널에서 Post -> OSSmooth 선택하면 OSSmooth 패널이 활성화 됨
(OptiStruct User Interface에서만 지원)

OSSmooth_img3

4.2 파일 경로 설정

OSSmooth_img4

1) Model(fem) data

– OSSmooth 하고자 하는 모델 선택 (최적화 해석이 완료된 모델)
– fem 모델 선택 방법은 2가지로 구성

① Use Current : 현재 HyperMesh에 있는 모델 선택 시 사용
② Select Model : OSSmooth 적용 모델의 경로를 직접 입력하고자 할 경우 사용
(단, 이 방법으로 모델을 선택하게 되면 기존에 있는 모델과 Overwrite 됨으로
New Model을 통해 모델이 없는 상태에서 진행이 필요)

2) result files

– .sh 결과 파일 입력 부분과 .grid 결과 파일 입력 부분으로 구성되어 있음
– result file 경로는 .fem 선택시 자동으로 입력됨

OSSmooth_img5

4.3 Output 타입/방법 설정

OSSmooth_img6

1) Output 타입

– 추출 하고자 하는 타입을 선택할 수 있으며 아래와 같이 3가지로 구성되어 있음

① Geometry  : 최적화 결과를 Geometry 포맷으로 추출
> Geometry 포맷 가능 형식 : OPTISTRUCT, STL, IGES, H3D, STEP, PARASOLID
② FEA reanalysis : 최적화 결과를 다시 해석 가능하도록 FEM 모델로 추출
③ PLY Shape : PLY 형상을 추출

2) Parameters Option

OSSmooth_img7

– method : smooth 방법을 선택 -> 방법에 따라 smooth option이 변경
– surf reduction : Geometry를 나타내는 surface 수를 줄여 생성
– plotel element : plotel element 생성
– remesh : 최적화 형상을 remesh하여 반영 -> 활성화시 remesh option 활성화
– second order : 가져오게 될 최적화 형상의 엘리먼트를 second order로 구성

3) Geometry load Option

– OSSmooth 진행시 Geometry를 불러오는 옵션으로 아래와 같이 3가지로 구성

① load geometry : Geometry 형상을 불러옴
② do not load geom : Geometry 형상을 불러 오지 않음
③ create .oss file only : oss file만 생성함

4.4 위상 최적화(Topology) 옵션

1) iso surface

– .sh result 파일을 이용하여 iso-density surface 정보를 얻음
– 위상 최적화 (Topology)로 부터 Output Data를 얻기 위해서는 필수로 체크
– threshold에 iso-density 값을 입력하게 되면 해당 iso-density만큼의 형상이 출력
(HyperView에서 Iso 기능을 통해 값을 확인)

2) connection detect

– 최적화 결과를 바탕으로 하중 경로가 끊어져 있는 경우 자동으로 연결

OSSmooth_img9

3) draw recover

– 제조에 용이하도록 draw 방향으로 직선 및 평면화 작업을 진행

OSSmooth_img10

4.5 비드(Topography)/형상(Shape) 최적화 옵션

OSSmooth_img11

1) 최적화 타입 선택

비드 최적화 모델로 작업시 autobead 선택
형상 최적화 모델로 작업시 shape 선택
비드와 형상최적화 작업을 하지 않을 경우 none으로 설정
(예로 Topology 최적화 모델로 작업시 none으로 설정)

* autobead 옵션
– threshold 값을 통해 생성하고자 하는 비드 량을 입력
(HyperView에서 Iso 기능을 통해 값을 확인)

OSSmooth_img12

– layers : 비드의 layer 개수를 지정OSSmooth_img13

5. OSSmooth 예제

5.1 위상 최적화(Topology) 예제

– 위상 최적화 모델을 CAD(STEP) 포맷의 파일로 추출 하는 예제 (threshold : 0.3)

1) HyperMesh Panel -> Post -> OSSmooth 클릭OSSmooth_img14

2) Use current로 선택 (HyperMesh에 Model이 열려 있는 경우)
    (자동으로 result files 경로 설정 됨)OSSmooth_img15

3) output type 선택 : Geometry, STEP으로 선택
OSSmooth_img16

4) iso surface 체크 -> threshold : 0.3OSSmooth_img17

5) 비드(Topography)/형상(Shape) 최적화 옵션 : none으로 선택OSSmooth_img18

6) OSSmooth 클릭OSSmooth_img19

7) ‘FE->surf’ 버튼 클릭OSSmooth_img20

8)‘save&exit’ 버튼 클릭OSSmooth_img21

5.1.1 위상 최적화(Topology) 예제 영상

 

5.2 비드 최적화(Topography) 예제

– 비드 최적화 모델을 CAD(STEP) 포맷의 파일로 추출 하는 예제 (threshold : 0.3)

1) HyperMesh Panel -> Post -> OSSmooth 클릭

OSSmooth_img22

2) Use current로 선택 (HyperMesh에 Model이 열려 있는 경우)
    (자동으로 result files 경로 설정 됨)OSSmooth_img23

3) output type 선택 : Geometry, STEP으로 선택OSSmooth_img24

4) autobead 선택 -> threshold : 0.3, layers 1OSSmooth_img25

5) 형상 최적화(Topology) 옵션 : iso surface 체크 해제OSSmooth_img26

6) OSSmooth 클릭OSSmooth_img27

7) ‘FE->surf’ 버튼 클릭OSSmooth_img28

8) ‘save&exit’ 버튼 클릭OSSmooth_img29

5.2.1 비드 최적화(Topography) 예제 영상

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