태성에스엔이

자동차

차체바디 구조 해석 및 피로 해석

안전한 자동차를 생산하기까지 수많은 부품들의 안정성을 확보 하여야 하고, 검증된 단일 부품들이 결합된 부품들의 안정성도 고려해야 합니다.
이러한 안정성은 구조 해석 을 통하여 응력과 변형 특성을 산출 하여 판단하며, S-N Curve Data를 통하여 피로수명까지 예측할 수 있습니다.

목적	각 부품들의 응력 평가 단일 부품 혹은 결합 부품의 피로수명 예측
모델링 범위	단일 부품, 차체
필요 데이터	부품 단면도 2D, 3D재료 물성 정보
해석 방법	실제 조건과 유사하게 변위 및 하중조건을 적용하여 StaticAnalysis를 수행합니다. Static Structural Analysis Fatigue Analysis
결과물	구조물의 응력 및 변형량을 이용한 취약부 예측 취약부의 피로 수명 예측

버스 프레임 구조강도 해석

버스 차체의 구조적 안전성은 프레임의 강도에 의해 결정됩니다. 버스는 여러 가지 운행 상항에 따라 차체에 구조 하중이 작용하게 됩니다.
버스에는 수많은 승객이 타고 있기 때문에 프레임의 강성에 따라서 많은 인명피해가 발생할 수 있습니다. 그러므로 버스 차체 프레임의 구조 안전성 평가를 위해 ANSYS 구조 강도 해석을 수행합니다.

목적	버스 차체 프레임의 구조강도 평가 버스 차체 프레임의 변형 해석
모델링 범위	버스 차체 프레임
필요 데이터	프레임 단면 및 두께 정보, 재료 물성 정보
해석 방법	버스의 실제 운행상황에 따른 정적 하중을 프레임에 적용합니다. Static Structural Analysis
결과물	구조물의 응력 및 변형량을 이용한 취약부 예측 취약부에 대한 구조적 보강

Reference
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Rajesh.S.Rayakar, D.S.Bhat, “Determination of Strength Analysis of Bus Body Carline through FEA”, IJRASET, Vol. 2 Issue VII, July 2014.

유압식 굴착기 다물체 동역학

유압식 굴착기는 건설 현장에서 널리 사용되는 기계장치이며 붐, 실린더, 버킷 등 복잡한 다물체로 이루어져 있습니다.
이러한 복잡한 시스템의 응답거동을 분석하기 위해서는 강체 요소를 기반으로 한 다물체 동역학 해석이 효과적입니다. 다물체 동역학은 Joint를 이용하여 동적 시스템에 대한 해석을 보다 빠르게 계산할 수 있으며, 그래픽적 으로 다물체 운동을 완벽하게 시각화 할 수 있습니다.

목적	굴착기 일부 모델에 대해 운동 성능 분석 강제 요소를 기반으로 굴착기 거동의 빠른 계산
모델링 범위	붐, 암, 버킷 등 굴착기 일부 부품
필요 데이터	물성치(밀도), 부품 간의 조립 및 거동 조건
해석 방법	움직이는 구조물의 회전방향, 병진 방향 등을 지정하고, 외부 조건에 대해 굴착기의 거동 특성을 분석합니다. Rigid Dynamics Analysis
결과물	Joint load조건에 대한 굴착기 구조물의 거동 확인 버킷의 회전 속도 확인

자동차 엔진 다물체 동역학

차량은 동력기관과 피동력 기관이 복잡하게 얽혀있는 복합 구조물 입니다. 이러한 복합 구조물들이 움직일 때 각 부품들의 기계적 특성을 시뮬레이션으로 예측할 수 있습니다.

목적	동력기관 부품들의 기계적 특성 예측 피동력기관 부품들의 기계적 특성 예측
모델링 범위	엔진구동부
필요 데이터	회전력, RPM, 물성치(탄성계수, 포와송비, 밀도)
해석 방법	움직이는 구조물의 회전방향, 병진 방향 등을 지정하고, 특정 구조물의 위치에서 기계적 특성을 예측합니다. Multi-body Dynamic Analysis Transient Analysis
결과물	회전력, Moving시 발생하는 구조물의 응력, 변위 동력기관과, 피동력기관의 기계적 특성

자동차 공력 성능 분석

차량이 고속 주행 할 때 공기 저항에 의한 항력이 크게 작용하기 때문에 연비 및 성능 향상을 위해 공력 해 석을 검토할 필요가 있습니다.

목적	차량의 공력 저항 예측 차량 주변 유동 특성 파악
모델링 범위	차량 주변 유동 특성 파악
필요 데이터	3D CAD, Ground Line, 차속, 풍향 등
해석 방법	차량의 Exterior중 Gap 및 Overlap Surface를 정리하여 차량 모델을 준비한 후, Prism Layer 및 Tetra격자를 생성합니다. Wind Tunnel입구에 차속을 설정하고 해석 완료 후, 차량의 항력 및 양력을 계산합니다. Steady State Tutbulence Ground Wall Velocity설정
결과물	차량의 저항 계수 및 양력 계수 차량 표면 압력 분포 차량 주변 유속 분포 차량 주변 유동 특성

자동차 엔진룸 열유동 해석

자동차의 엔진룸 및 Thermal Parts에 대한 열유동 해석을 통해 열적 문제 파악 및 냉각 성능을 향상 시킬 수 있습니다.

목적	엔진룸 내부 기류 분포 예측 엔진룸 내부 온도 분포 예측
모델링 범위	엔진룸 내부 중요 부품, 차량 Exterior, 차량 바닥 부품/Wind Tunnel
필요 데이터	3D CAD, Ground Line, 차속, Radiator 성능 표, Fan 성능
해석 방법	엔진룸 내부 유동 공간 및 차량 외부 영역을 동시에 해석하며 CRFM에는 열 교환기 해석을 통해 Top Tank Temp를 계산합니다. 차속 및 부하조건 별 열 분포를 예측합니다. Steady State MRF Temperature Field(Energy Eq.) Heat Exchanger Model
결과물	엔진룸 내부 열교환기 유입 공기량 냉각수 온도 각부 유동 및 온도 분포

자동차 HVAC 열유동 해석

차량 탑승자의 쾌적한 운행환경을 제공하기 위하여 여름 또는 겨울에 승차 시 실내온도를 적절히 제어하기 위해서는 토출 공기의 유동 패턴이 매우 중요합니다.

목적	차량 내부 열유동 특성 파악 HVAC시스템의 성능 평가
모델링 범위	HVAC Fan Outlet ~ 실내 공간 Vent Dummy Model
필요 데이터	3D CAD, 실내·외 온도조건 / 공조기 성능 등
해석 방법	차량의 Interior 및 탑승자 등을 모델링 하여 모델을 준비한 후, Prism Layer및 Tetra 격자를 생성합니다. 해석 조건에 맞게 공조기 입구 속도 온도를 설정하고 해석 완료 후, 차량내부의 온도 및 유동 분포를 계산합니다. Steady State / Transient Turbulence Energy
결과물	차량 내부의 온도 및 유동 분포(재순환영역) 차량 내부의 상대 습도 변화 Dummy Model 표면의 온도

차량용 헤드램프 열유동 해석

자동차 헤드램프는 조도가 높고 야간 주행 시 연속적으로 사용하기 때문에 열에 의한 손상을 방지하기 위한 열설계가 필수적입니다.
CFD 열유동 해석을 이용하여 시제품 제작 및 실험 비용을 줄일 수 있습니다.

목적	전조등 내부의 열유동 특성 파악 각부 최대 온도 예측
모델링 범위	헤드램프 내부, 실드빔, 반사경 등 주요 부품
필요 데이터	3D CAD, 전구의 온도 조건, 외기 열 조건, 하우징 열 조건
해석 방법	각 Lamp의 발열량을 설정하고 복합 열 전달 해석을 통해 각부 온도를 예측합니다. Steady State Conduction/Converction/Radiation
결과물	전조등 내부의 온도 분포 전조등 내부 유속 분포

차량용 Traction Motor 전자장 해석

차량 Traction용으로 사용되는 Motor입니다. 차량에 사용되는 만큼 Motor가 낼 수 있는 출력과 효율, 운전 가능 범위가 중요합니다.
ANSYS의 Maxwell과 RMxprt를 사용해서 Motor를 해석할 수 있습니다.

목적	Motor의 구동 효율 해석 운전범위 파악
모델링 범위	Stator, Rotor, Coil, PM등
필요 데이터	3D또는 2D CAD, 전압제한, 속도범위, 출력, 재질정보, 권선정보
해석 방법	ANSYS RMxprt를 이용해서 Motor의 기본적인 모델링 및 특성을 파악합니다. ANSYS Maxwell 2D or 3D를 이용해서 비선형 재질을 고려한 과도상태 해석을 합니다. 그리고 철손 및 동손을 고려한 출력을 낼 수 있고, 자속밀도와 선속, 손실 분포등을 볼 수 있습니다. RMxprt Maxwell(Magnetostatic, Transient)
결과물	Torque, Torque Ripple, Cogging Torque Efficiency, Power Factor Induced Voltage, Core Loss, Copper Loss etc.

차량용 Solenoid 전자장 해석

차량용 Solenoid 는 Fuel Injector, 변속기 밸브, 공회전 조절밸브 등 다양한 용도로 사용되고 있습니다. 최근에 요구되고 있는 고속동작이나 선형동작과 같은 고기능 특성을 확보하기 위해 자기장 해석을 수행합니다.

목적	Solenoid 선형성 및 응답성 확보 성능개선을 위한 설계 최적화
모델링 범위	자기회로 부품(자성체, 코일)
필요 데이터	자기회로 형상, 자성체의 자기틍성, 스프링 특성
해석 방법	자기적 특성을 예측하는 자기장 해석과 구동자의 거동을 예측하는 거동 해석을 결합하는 연성해석을 진행하여 구동자의 거동 및 자기적 특성을 예측합니다. 또한 계산된 구동자의 거동을 사용하여 각 Solenoid 마다 요구되는 최종 성능을 예측할 수 있습니다. 자기해석 : Maxwell(Transient, Magnetostatic) 거동해석 : Simplorer 최적화해석 : Maxwell (Optimetrics)
결과물	최대자기력, 자속밀도 분포 Solenoid Inductance 구동자의 시간에 대한 거동

차량용 EMI / EMC 전자장 해석

자동차에는 안전한 운행과 탑승자의 편의를 위한 다양한 전자기기가 탑재되어 있습니다. 수많은 전자기 기가 작동하는 동안 발생하는 전자 기파에 의한 영향 분석은 매우 중요합니다.

목적	차량용 전자기기의 전자기파 분포 분석 차량 내외의 EMI/EMC 영향 분석
모델링 범위	차량용 PCB 및 주요 전자부품의 데이터 차량외형
필요 데이터	3D CAD, PCB설계 data, 재질정보 동작 주파수 범위
해석 방법	차량용 PCB 및 전자기파 발생원에 대한 전자기파 특성을 ANSYS HFSS와 Slwave를 이용하여 분석하고, 이를 자동차 본체에 배치하여 자동차 전체 시스템에 대한 EMI/EMC 영향을 분석하여 최종 성능을 예측할 수 있습니다. PCB해석 : HFSS/Slwave EMI/EMC분석 : HFSS
결과물	개발 전자기기의 전자기파 방사 특성 차량 내외부 배치에 따른 전자기기의 EMI/EMC영향도

차량용 Antenna 전자장 해석

차량 내외부에 탑승자의 편의를 위해 설치된 각종 전자기기의 무선 동작에 필수 부품인 안테나의 성능 예측은 쾌적하고 안전한 차량 운행에 중요한 요소가 되고 있습니다.

목적	차량용 무선기기의 Antenna개별 성능 분석 차량 내외부 배치에 따른 Antenna 성능 분석
모델링 범위	Antenna 형상 차량외형
필요 데이터	3D CAD, 재질정보 동작 주파수 범위
해석 방법	차량용 Antenna의 사용처에 따라 형상과 배치에 따른 해당 동작 주파수에서의 성능을 ANSYS HFSS 및 Savant를 이용하여 전파 특성을 분석한다. HFSS Savant
결과물	차량용 Antenna 방사특성 작동 주파수 동작 특성

배기 매니폴드 유동-열-구조 해석

엔진의 배기 매니폴드는 상시 고온 가스에 노출되기 때문에 열하중에 견딜 수 있도록 구조물의 최적화가 필요합니다.

목적	강건한 성능을 가지도록 배기 매니폴드 형상 최적화 출구 지름, 입구 두께, 외부 온도, 엔진 RPM 의 4가지 주요 설계인자 분석
모델링 범위	매니폴드 입구에서 출구까지의 유동 공간 및 구조물
필요 데이터	3D CAD, 설계 인자 정의, 설계 인자 치수 범위, 배기가스 유량, 온도, 압력, 재료 물성치
해석 방법	구조물을 포함한 열유동 해석을 수행하여 구조물의 정확한 온도 분포를 얻은 후, 구조물에 대해 열응력 해석을 수행합니다. 최적화 기능에 의해 설계 인자를 바꿔가며 최적의 설계를 탐색합니다 Steady State/CHT 1Way FSI Thermal Data Transfer
결과물	배기가스 온도 및 유동 패턴 구조물의 온도, 변위, 응력 최적화된 형상

Temperature
Deformation
Von Mises Stress

차량용 PCB 전자장열유동 해석

PCB의 전류 손실 때문에 Joule Heating이 발생하고 온도가 증가 하여 자동차 내부 환경에서 전기 부품을 고장 낼 경우가 많습니다.
적절한 냉각설계를 하기 위해서 열 유동해석이 필요합니다.

목적	각 부품 온도, Housing안에 온도 및 Housing온도 예측
모델링 범위	Chip/Die, IC package, Board Assembly, System Level
필요 데이터	Fan정보, MCAD, ECAD, 각 부품의 발열량, 재료 물성, 환경온도
해석 방법	3D model을 생성하여 PCB에 ECAD data를 Import합니다. 그리고 DC IR해석을 수행하여 PCB Trace의 발열량들이 PCB에 Mapping된 후 열 유동해석을 진행합니다. Steady State Electric Analysis Heat Transfer 1-Way/2-way coupling
결과물	각 부품 최고 온도 및 온도 분포 각부 유동 특성

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