조선 CAD와 CAE 시스템 인터페이스

한국선급

2015 플랜트 조선 컨퍼런스

IT융합연구팀 이정렬

CAD Interface Overview

CAD 2D Section Interface

CAD 3D Model Interface

- IGES - TTM ISD - AVEVA Marine

FE Modeling using CAD Model

2D Section을 이용한 종부재 모델링

- Automatic Modeling - Semi-Automatic Modeling

선형 3D 모델

NAPA

(기본계산 성능해석 S/W)

NAPA Steel (초기구조설계 S/W)

초기 구조 3D 모델 생산설계 3D 모델

AVEVA Marine

인터페이스 개발중

초기 구조설계를 지원하며 초기 기본설계와 원활하게 연계되는 외국산 소프트웨어

(NAPA Steel)의 대두, 국내외 관련 시장을 빠른 속도로 잠식하려는 움직임

Class NK: NAPA 그룹 (Finland) 인수 (2014.3)

선급 성능해석 시스템

2D 섹션 모델 3D 구조해석 모델

자체 유한요소모델 생성기능

양방향 인터페이스

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FEM S/W

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상세설계

생산설계

초기 기본설계

일관된 3D CAD 모델링 사용 생산설계 3D 모델

AVEVA Marine

인터페이스

SeaTrust-HullScan (KR 성능해석 시스템)

2D 섹션 모델 3D 구조해석 모델

양방향 Interface

Interface

자동 도면생성

Rule Scantling

DSA

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TTM ISD

초기 구조설계 3D 모델

Rule Scantling 및 구조해석

섹션 2D 데이터 생성

SeaTrust-HullScan

(Export) 선체횡단면

(Import) 두께, 보강재 사이즈 변경

3D 모델 자동 수정

2D 도면 자동생성

NAPA 선형3D모델

(IGES)

Ez-Hull 선형3D모델

(IGES)

TTM ISD

3D Geometry 모델 생성

SeaTrust-HullScan (Export)

초기 구조설계 3D 모델 완성

FE 모델링

생산설계 3D 모델

TTM / AVEVA Marine

인터페이스

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TTM ISD

1. TTM ISD: NAPA로부터 선형(IGES)을 입력받아, 초기 구조 3D 모델 정의 (구획, Side Shell/Shell Longi. 정의, 블록 분할)

3D Hull Model

Elev. View

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TTM ISD

2. TTM ISD 2D Export: SeaTrust-HullScan 조선 CAD 호환포맷 (SSI*)으로 생성 (*SSI: SeaTrust-HullScan & ShipCAD Interoperable model)

Frame 위치 확인

생성할 Section의 X값 입력 (다중생성 가능)

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3. SeaTrust-HullScan 2D Import: SSI 파일 Import후 “SectionCreation” 모드에서 확인

SeaTrust-HullScan

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SeaTrust-HullScan

Plate Thickness 정보 확인

Stiffener Type, Size 정보 확인

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SeaTrust-HullScan

두께 변경 (11 t 25 t)

Stiff. Size 변경 (150x90X9.0(UA) 300X180X18.0(UA))

변경부재 선택(우클릭)후 수정

Stiff. Type 변경 (300x18.0(FB) 400X14.0+180X9.0(T))

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SeaTrust-HullScan

FR50 Plate 두께 변경 (11 t 25 t)

4. 변경부재 선택(우클릭)후 수정

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SeaTrust-HullScan

FR50 Stiff. Size 변경 (150x90X9.0(UA) 300X180X18.0(UA))

4. 변경부재 선택(우클릭)후 수정

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SeaTrust-HullScan

FR48+300 Stiff. Type 변경 (300x18.0(FB) 400X14.0+180X9.0(T)) 4. 변경부재 선택(우클릭)후 수정

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5. SeaTrust-HullScan 2D Export: SSI 파일로 Export

SeaTrust-HullScan

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6. TTM ISD 2D Import: SSI 파일로 Import 7. 2D Section View에서 Section 정보 및 변경된 부재 정보 확인

TTM ISD

Sect. View

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8. 변경된 부재 선택시 2D 모델상에 하이라이트로 표시

TTM ISD

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8. 변경된 부재 선택시 2D 모델상에 하이라이트로 표시

TTM ISD

21/31 9. “Model Change”시 변경부재속성 3D 모델 자동 반영

TTM ISD

변경 후 3D Model

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10. TTM ISD의 변경된 3D 모델에서 새로운 Section (FR53) Export HullScan Import 변경된 부재 정보 자동 반영

SeaTrust-HullScan

ISO View

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TTM ISD

1. TTM ISD 3D Export: 3D Geometric Model Format(THS)으로 생성

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3. SeaTrust-HullScan 3D Import: THS 파일 Import후 “DSA” 모드에서 “CAD Import”-”TTM” 선택

SeaTrust-HullScan

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4. Geometric Model (Curve, Surface)와 속성을 가진 1D Element 생성(Beam) Surface는 Auto-Mesh로 2D Element 생성 가능

SeaTrust-HullScan

Shaded Model Shaded Model With 3D Stiff.

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IGES file Import (Geometric Model: point, curve, surface)

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IGES file Import (Geometric Model: curve) Surface Modeling

DSA Modeling - Surface

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Shaded Model Wireframe Model

FORAN 3D CAD Model IGES 변환후 Import

Wireframe model Shaded model 32/31

• Input: XML기반의 TXHSTL (Tribon XML Hull Steel)

TXHSTL File

Wireframe model

Shaded model 33/31

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1) Plate: Surface, Stiff.: Beam으로 생성

(HullScan 미정의 타입: 속성이 없는 Beam으로 생성)

2) Grouping: Block별, Panel별 Group생성

3) Plate Thickness로 인한 Gap 자동 수정 기능

4) Plate/Plate 자동 분할 기능

5) Plate내의 Stiff.로 자동 분할 기능

SeaTrust-HullScan에 없는 Stiffener Type은 Beam만 생성

속성이 없는 Beam 모델

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AVEVA Marine Model의 Block별, Panel별 Group생성 (Plate: Surface, Stiff.: Beam)

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Block

38/31 AVEVA Marine Model의 Block별, Panel별 Group생성 (Plate: Surface, Stiff.: Beam)

Panel 다중 선택 Panel 단일 선택

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AVEVA Marine Model: Plate 두께만큼 떨어져 생성된 Surface의 Gap을 수정

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Surface 다중 선택후 일괄 적용 : “Semi-Auto Modeling”-”Fix Gap Between Surfaces from CAD Model”

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FE모델에 불필요한 작은 Surface 삭제후, 분할할 Surface 다중 선택 “Semi-Auto Modeling”-”Split Surfaces from CAD Model”

불필요한 Surface 삭제한 모델

분할된 Surface 예시

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분할된 Surface중 2 Panel 선택 Deck Panel의 분할된 Surface 선택 (1개가 13개로 분할된 결과 확인)

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Deck Panel의 Stiff. 선택

1. 분할할 Surface 다중 선택 2. 분할할 Stiff. 다중 선택 “Semi-Auto Modeling”-”Split Surface With Curves”

5개의 Stiff.로 분할된 Surfaces (13개가 78개로 분할된 결과 확인)

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분할된 Surface 다중 선택후 “Semi-Auto Modeling”-”Auto-Mesh Generation with Surface”

2D Elem 생성 Shaded, Shrink Mesh

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상위 Group(Block)에서 생성된 Mesh확인 후, 같은 과정 반복

INPUT

AUTO MODELING

연속된 두 개 이상의 Section FE 모델 자동 생성 47/31

INPUT

OUTPUT

AUTO MODELING

형상이 다른 두 Section 사용자가 대응 Curve를 선택 FE 모델 자동 생성 48/31

대응 2 Curve: 판 요소 생성 대응 2 Point: 보 요소 생성 1 Curve와 1 Point: 판요소 (3 or 4각형) 생성

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전체 섹션을 모두 선택후 “Apply”하면 FE 모델 생성

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1. 인접한 두 섹션 선택 - “Overwrite” 2. “Apply”후 생성된 모델링 결과 검토 * Mesh size: 전체 Section 모델의 평균 EPP 길이를 사용

Wireframe Model

Shaded Model 51/31

3. 모델링된 섹션과 인접한 다음 두 섹션 선택 - ”Append” 4. “Apply”후 생성된 모델링 결과 검토 5. Semi-Automatic Modeling 기능 사용

Wireframe Model

Shaded Model 52/31

6. 대응되는 두 곡선을 선택 “Auto-Mesh Generation with 2 Curves” 53/31

7. 다중 생성 가능 (단, 대응 Curve 개수가 같아야 함) 54/31

8. Curve 수가 다를 때 여러 곡선을 하나의 곡선으로 병합(Merge)후 적용 또는 1 Curve와 1 Point로 적용

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9. 두 Stiffener point 선택 “Auto-Beam Generation with 2 Points”

3D Beam 형상

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10. 다중 생성 가능

3D Beam 형상

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11. 모델링 완료후, 인접한 다음 섹션 선택 “Auto-Modeling” 수행 12. 3~10번 과정 반복

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Thank you for your attention!