SIMULIA · 3DEXPERIENCE · MODSIM

두 MODSIM 역할의 시너지로 푸는
BIW 구조 최적화 워크플로우

▪  Structural Generative Engineer (OPZ)

▪  Concept Structure Engineer (BSD)

초기 설계

Body-in-White(BIW) 설계에서 출발하지만, 이 설계는 비틀림(Torsion) 하중 조건의 성능 목표를 만족하지 못합니다.

BIW 엔지니어가 문제 해결 방향을 잡기 어려울 때, 사용 가능한 볼륨에 위상 최적화를 적용하면 설계를 보강할 추가 구조 부품을 어디에 배치해야 목표를 달성할 수 있는지 확인할 수 있습니다.

모델 셋업 준비

먼저 위상 최적화를 위한 할당 볼륨(Allocated Volume)을 생성합니다. 이 형상은 BIW 콘셉트 형상 및 패키징 데이터와 동적으로 연결되어 있어, 원본 데이터가 업데이트되면 볼륨도 자동으로 따라갑니다.

이후 이 볼륨을 tetra 요소로 메싱하고, Tie 연결을 통해 BIW 콘셉트 FEMRep에 연결합니다.

최적화 목표 및 결과

최적화 목표는 낮은 질량을 유지하면서 변위(병진)를 줄이는 것입니다. 최적화 프로세스는 30 사이클 후 수렴합니다.

도출된 유기적(Organic) 형상은 제조 비용이 크고 시간도 오래 걸리며, 목표를 과도하게 초과하고 무게도 지나치게 무겁습니다.

※ 다만 비틀림 문제를 해결하기 위해 보강재를 볼륨 내부 어디에 배치하는 것이 최적인지에 대한 좋은 방향성을 제공합니다.

위상 최적화 결과(좌) → 판금 콘셉트(우)

이제 엔지니어는 제조 제약 조건을 반영한 판금(Sheet Metal) 콘셉트 설계를 만들고, 시뮬레이션을 다시 실행해 새 설계의 성능을 검증하기만 하면 됩니다.

판금 보강재 콘셉트 상세 형상

새 보강재 설계는 파라메트릭 DOE를 통해 목표에 더욱 정밀하게 맞도록 추가로 개선할 수 있습니다.

검증 결과

최종 판금 콘셉트는 비틀림 변위 4.48 mm(목표 4.5mm 충족), BIW 질량 524.8 kg(목표 525kg 충족)으로 성능과 무게 목표를 모두 만족합니다.

가치 및 KPI

3DEXPERIENCE의 통합 환경 덕분에, 서로 다른 솔루션을 결합한 이러한 워크플로우 전체를 매우 빠르게 수행할 수 있습니다.

6단계 전체 프로세스 (단계별 준비·해석 시간 포함)

전통적 방식(분리된 도구·긴 순차 작업) vs 3DEXPERIENCE(통합 환경·짧은 반복)

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