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디지털화는 생활방식은 물론 일하는 방식에도 변화를 가져왔습니다. 특히 유연 근무, 원격 근무와 같은 근무 형태는 '워라밸' 트렌드와 맞물려 더욱 주목받고 있습니다. 근무 형태의 변화에 따라 기업과 조직은 업무 효율성을 높일 수 있는 다양한 방안을 모색하고 있습니다. 특히 시간과 공간의 제약을 줄여 유연하면서도 안정된 업무 환경을 만들 수 있는 시스템은 필수입니다. 디지털 시대에 워라밸 구축을 위해서는 방대한 양의 데이터를 저장하고 빠른 속도로 공유할 수 있는 '플랫폼'이 필요한 것입니다. 1. 공유 오피스와 원격근무 2016년 세계 최대 공유 오피스 위워크가 강남에 문을 열었고, 이듬해 을지로에 아시아 최대 규모로 2호점을 오픈하면서 국내에 벌써 6개의 매장을 오픈했습니다. 위워크 뿐 아니라 패스트파이브, 스튜디오 블랙 등 다양한 공유 오피스 서비스로 국내에서도 보다 쉽게 공유 오피스를 접할 수 있게 되었습니다. 이렇게 기존과는 다른 '사무실'의 관점이 있는가 하면 아예 사무실을 두지 않는 기업들도 있습니다.국내의 한 스타트업은 별도의 사무실 없이 전 직원이 원격근무를 하고 있으며 1년에 1~2회 정도 오프라인 희의나 모임을 갖는다고 합니다. 회의는 메신저나 화상전화 서비스를 이용해서 진행하며 면접 역시 화상전화를 이용합니다. 미국에서 손꼽히는 세금 소프트웨어 솔루션 기업 역시 미국 본사의 경우 100% 재택근무를 진행하고 있다고 합니다. 이렇듯 과거와는 조직을 구성하는 방식이 달라지는 것은 물론 회의, 보고, 디자인, 개발 등 업무의 각 영역을 진행할 때 하나의 오프라인 공간에 머물지 않아도 되는 환경이 만들어지고 있습니다. 이러한 환경에서 업무 효율을 내기 위해서는 모두가 하나의 데이터, 싱글 소스 데이터와 최신의 정보를 실시간으로 주고받으며, 가상의 공간(플랫폼)에서 작업 결과물을 공유할 수 있어야 합니다. 다쏘시스템의 Social Collaboration Service2. 프리랜서와 일하고 있다면?워라밸을 추구하는 이들은 개인의 만족을 중요하게 생각합니다. 때문에 개인의 능력만 있다면 더 이상 조직에 묶여있지 않고 조직 밖에서 능력을 발휘할 수 있습니다. 특히 통신과 IT 기술이 발전은 이러한 현상을 더욱 가속화 시킬 것입니다. 하지만 아직까지 많은 기업들은 외부의 인재를 활용하기보다는 내부 인원을 보충하고 때로는 역량을 강화하기 위해 시간과 비용을 지불하고 있습니다. 이는 외부에 있는 인력과의 커뮤니케이션 오류, 일정한 퀄리티 유지와 같은 어려움을 해결하기 어렵기 때문입니다. 그러나 실시간으로 커뮤니케이션을 함과 동시에 현재의 작업물을 즉각적으로 가시화해 볼 수 있는 효율적인 플랫폼이 있다면 이를 통해 외부의 전문 인력과 작업을 보다 안정적으로 진행할 수 있는 환경을 만들어 줄 것입니다. 3. 글로벌 기업의 협업 플랫폼 사례 - 보쉬(Bosch)보쉬의 자동차 기술 부서는 보쉬 그룹 내에서 가장 큰 규모입니다. 보쉬는 자동차 산업계에서 세계 최고의 공급 업체 중 하나이기도 합니다. 그들은 가솔린, 디젤, 하이브리드 및 전기 자동차용 구성 요소 및 시스템, 액티브/패시브 차량 안전, 자동차 전기 및 전자 장치 등을 판매하며 독일 본사에만 17만 명에 가까운 인원이 근무하고 있습니다. 보쉬는 전 세계에 분산되어 있는 직원들이 안정적으로 제품 데이터에 액세스할 수 있고, 보다 간편하고 효율적인 IT 솔루션 설치를 필요로 했습니다. 자동차 기술 부서는 다쏘시스템의 3D익스피리언스 플랫폼 애플리케이션 ENOVIA로 전자 제품에 대한 전체 프로세스 체인을 통합하게 됩니다. 그들은 ENOVIA 버전 6를 IT 백본으로 사용해 개발 프로세스를 표준화했으며 중앙 관리 제품 데이터에 대한 역할 기반 액세스를 구현했습니다. - 카처(Kärcher)독일의 청소장비 전문 기업인 카처는 3D익스피리언스 플랫폼 기반의 산업용 장비 부문 특화 솔루션을 사용해 제품 개발 프로세스를 통합하고 1,200여 직원의 협업 및 지식공유 프로세스를 개선할 수 있게 되었습니다. 이를 통해 제품 개발 및 생산 비용 절감 효과를 가져올 것으로 예상됩니다. - P&GP&G는 글로벌 생활용품 기업으로, 오랜 기간 다쏘시스템의 디자인, 개발 및 시뮬레이션 애플리케이션을 이용해왔습니다. 그들은 세계적으로 관리되는 많은 수의 브랜드 기술 사양 관리에 드는 비용을 절감하고 효율성을 높이고자 했습니다. 이러한 과제를 해결하기 위해 그들은 3D익스피리언스 플랫폼의 포장 소비재 산업 특화 솔루션인 '퍼펙트 프로덕트'와 '퍼펙트 패키지'를 추가로 이용해 제품 개발, 생산, 관리 시스템을 업그레이드했습니다. 소비재 특화 솔루션은 P&G 내 R&D, 제품 공급 및 품질 관리 부서는 물론 제품 디자인과 개발 지원 부문에서 일하는 1만 8천여 명의 직원들을 연결해 플랫폼 사용자와 프로세스, 시스템을 통합적으로 연결할 수 있게 해줍니다. 이를 통해 제품 개발 기간을 20%까지 단축시키고, 구매 비용 절감 및 업무 효율 향상에 기여한 바 있습니다.
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2018-09-20 |
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일반적으로 TV LCD 패널 배면 Sheet (편광필름) 에 대한 포장 상태 진동시험 시 Sheet 상호간 접촉에 의해 마모가 발생하게 되며 이것은 결국 제품의 불량으로 이어지게 된다. 배면 Sheet 간의 Gap 은 매우 작고 TV 프레임 내에 세로로 세워진 상태에서 진동시험 시 Sheet 간 상대 운동 및 접촉이 발생하게 된다. 이러한 Sheet 진동시험에 대한 해석적인 접근 방법으로 지금까지는 주로 유한요소 기반의 Full-flex 해석이 사용되어 왔으나 해석 시간 과다 소요로 인한 문제점이 지속적으로 제기되어 왔었다. 본 블로그에서는 이러한 해석 시간 과다 소요 문제를 해결하기 위해 다물체 동역학 소프트웨어인 Simpack 을 이용하여 모달 기반의 유연체 간 Contact 을 이용한 LCD 패널 랜덤 가진 해석 환경에 대해 소개하고자 한다.
먼저 본 블로그에서 다루게 될 해석 모델에 대해 살펴보기로 한다. 모델은 LCD 패널 접촉 구현을 위한 최소 구성 요소인 Sheet 및 Box 로만 이루어져 있으며, 이 중 Sheet 는 모달 기반의 유연체로 되어 있다.
그림 1. 해석 모델
상세 해석조건은 다음과 같다.
▷ Box 내 Sheet 3장을 세로로 세운 상태에서 Box 하단을 Random 가진
▷ Box : Rigid body
▷ Sheets 3장 : Flexible body ( generated from Abaqus )
. Thickness : 1mm / 1mm / 2mm ( Sheet 간 Gap : 0.5mm )
. Density : 1,180 kg/m3
. Young’s Modulus : 2,274 Mpa
. Poisson’s Ratio : 0.38
▷ Friction Coefficient : 0.3
▷ Total Simulation Time : 1 sec
Simpack 유연체 생성
Abaqus Input deck ( *.inp ) 및 해석 결과 ( *.sim )를 이용하여 Simpack 유연체 모델 ( *.fbi, flexible body input )을 생성하게 된다.
그림 2. Simpack 유연체 생성
이렇게 해서 생성된 유연체 모델에 대해 사용자는 원하는 주파수 대역을 선택함으로써 원하는 고유모드 (Eigen mode)만을 해석에 포함시킬 수가 있다. 본 모델에서는 0.01 Hz 이상 20개까지의 고유모드를 해석에 포함시켰다. 또한 아래 그림에서 볼 수 있듯이 Sheet 의 경우 11번 고유모드와 22번 고유모드가 Sheet 간 접촉과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다.
그림 3. Sheet 고유모드 (11th)
그림 4. Sheet 고유모드 (22nd)
유연체 접촉 모델링
이제부터는 모델링 상세로 들어가 보기로 한다. 우선 유연체 간 접촉 모델링은 다음과 같다. Simpack 에서는 유연체 간 접촉 모델을 구현하기 위해 Polygonal
Contact Method (PCM) 라 하는 Force Element
를 사용하고 있는데, 이 방식은 유연체 표면의 모든 메쉬를 삼각형 요소로 변환하여 그 삼각형 요소들 간의 Penetration 을 감지하여 Contact Force 를 인가하는 방식이 된다. 본 블로그에서는 그림에서 볼수 있듯이 Sheet 간 접촉 및 Sheet 와 Box 간 접촉 구현에 바로 이 Polygonal Contact Method 를 사용하고 있다.
그림 5. Polygonal Contact Method (Between Sheets)
그림 6. Polygonal Contact Method (Sheet to Box)
Polygonal Contact Method 에서는 그림에서와 같이 기본적으로 먼저 접촉을 하는 두 유연체를 선택하게 되며, 접촉 Normal 방향을 선택하게 된다. 또한 Contact Force
계산을 위해 각 유연체별로 Young’s modulus, Poisson’s ratio 및 Layer depth 등을 입력하게 된다. 그리고 마찰계수, Friction Regularization Velocity 및 Max. Penetration 등을 입력하게 되며, 마지막으로 연산속도 향상을 위해 전체 유연체 노드 중 접촉에 관여하는 Node Set 을 입력하면 모든 설정이 완료가 된다.
그림 7. Polygonal Contact Method 설정
PSD Random Excitation
Box 하단부에서의 랜덤 가진 조건 구현을 위해 아래와 같이 가진 환경을 구현하였다. 구체적으로 Simpack 에서 기본적으로 제공하는 가진 요소인 Stochastic from PSD 타입을 사용하였으며, Max. Amplitude 는 실제 시험환경과 유사한 5mm 수준으로 설정하였다. 여기서 Max. Amplitude 값은 PSD (Power Spectral Density ) 파라미터 튜닝을 통해 원하는 값으로의 조정이 가능하다.
그림 8. Box 하단부 Random 가진
그림 9. Stochastic from PSD
그림 10. PSD Parameter Tuning
지금까지 모델링 상세 내용에 대해 살펴 보았으며, 이제부터는 상기 모델을 이용하여 해석한 결과에 대해 소개하고자 한다. 먼저 Sheet 간 Contact Force 및 Pressure 결과는 다음과 같다.
그림 11. Contact Force 및 Pressure ( at time = 0.612s )
그림 12. Contact Force 및 Pressure ( at time = 0.671s )
그림 13. Contact Force 및 Pressure ( at time = 0.873s )
다음은 Sheet 및 Box 간 Contact Force 및 Pressure 결과이다.
그림 14. Contact Force 및 Pressure ( at time = 0.651s )
그림 15. Contact Force 및 Pressure ( at time = 0.801s )
다음은 각 Sheet 별 응력 분포 결과이다.
그림 16. Stress Distribution
맺음말
본 블로그를 통해 우리는 다물체 동역학 소프트웨어인 Simpack 을 이용한 LCD 패널 랜덤 가진 해석 환경에 대해 살펴보았다. 세부적으로는 Abaqus 모델 및 해석 결과를 이용하여 Simpack 에서 모달 기반의 유연체 모델을 생성하였으며, 생성된 유연체 모델 및 Polygonal Contact Method 를 적용하여 유연체 간 Contact 조건을 구현하였다. 또한 Simpack 에서 제공하는 Stochastic from PSD 가진 요소를 사용하여 랜덤 가진 조건을 구현하였다. 시뮬레이션 수행 결과 대략 80min 소요되어 기존 유한요소 방식에 비해 해석시간이 현저히 줄어들었음을 확인할 수 있었다. 또한 Sheet 간 Contact Force 및 Pressure 뿐만 아니라 Sheet 와 Box 간 Contact Force 및 Pressure 결과를 확인하였으며, 각 Sheet 별 응력 분포도 확인하였다. 본 블로그를 통해 LCD 패널 진동해석 등 고주파 해석 분야에 관심이 있는 유저들에게 다물체 동역학 소프트웨어인 Simpack 이 좋은 대안이 되었으면 하는 바램이다.
[출처] 다물체 동역학 소프트웨어를 이용한 LCD 패널 랜덤 가진 해석|작성자 다쏘시스템코리아
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2018-08-09 |
