Isambard의 미션
강도 및 내구성 분석을 위한 하중을 정확하게 계산하는 것은 모든 엔지니어에게 어려운 일이며 Isambard에게도 예외는 아닙니다. 그는 Simcenter 3D와 같은 도구를 조기에 채택함으로써 지속적으로 이익을 얻었습니다.
근력 및 내구성 마법사를 사용하고 처음 경력을 시작한 이후 팀 리더 가 되었습니다 . 그렇다면 근력 및 내구성 분석을 위한 정확한 로드를 어떻게 얻을 수 있을까요?
표준이 충분하지 않은 경우
내구성 팀 리더로 자리를 잡은 Isambard는 여전히 자신과 동료들이 달성하는 프로세스와 결과를 개선하는 데 열중하고 있습니다.
많은 경우 내구성 테스트 및 시뮬레이션에 적용되는 하중은 산업 표준에서 파생되며 실제로는 거의 적용되지 않습니다.
구조물에 작용하는 실제 하중과 공통입니다. Isambard는 다른 업계의 동료와 엔지니어가 이 문제에 어떻게 접근하는지 조사하기로 결정합니다.
내구성 지침
최근 그는 내구성 지침을 사용하여 병 기계를 인증해 온 독일 동료 Ann-Christine과 화상 회의를 가졌습니다 . 그녀는 기계의 전체 다물체 모델을 사용하여 하중을 예측하는 방법을 설명했습니다. 그녀는 Simcenter 3D Motion 모델이 설정되면 강도 및 내구성 도구가 몇 번의 마우스 클릭만으로 연결되는 '유연체 이벤트'를 사용한다고 언급했습니다.
모션 결과. 그녀는 이것이 자신이 진행 중인 프로젝트와 관련이 있기 때문에 업계 표준보다 훨씬 낫다고 믿습니다. Ann-Christine은 Isambard가 자신의 프로세스를 개선하는 데 도움이 되도록 Siemens의 최신 백서 와 웹 세미나를 확인해 볼 것을 제안했습니다.
절망의 계곡에서 힘을 찾다
영감을 받은 그는 팀을 초대하여 도구 작업에 대해 논의했습니다. 예상했던 것만큼 그들은 긍정적이지 않았고,
"하지만 우리는 어떤 로드를 사용해야 할지 알 수 없습니다!"
처음에는 걱정이었는데 곧 이어졌습니다.
"그리고 센서가 맞지 않는 하중은 측정할 수 없습니다."
로즈는 당황해서 얼굴을 찡그렸고, Isambard는 어리둥절한 표정으로 회의장을 나갔다. 그는 약간 지나치게 흥분하여 명백한 사실을 놓쳤지만 Siemens의 엔지니어들은 이러한 도구를 만드는 데 많은 시간을 소비했음이 틀림없으며 분명히 동료의 누락 문제를 고려했을 것입니다. "음," 그는 "알아내는 가장 쉬운 방법은 간단히 물어보는 것"이라고 생각하고 Siemens 담당자에게 전화하기로 결정합니다.
디지털 트윈에 빠지다
그의 지멘스 담당자는 그의 소식을 듣고 매우 기뻐하며 디지털 트윈과 실행 가능한 트윈에 대해 이야기하기 시작합니다. 관련성을 파악하지 못한 Isambard는 "디지털 트윈은 생산 프로세스 최적화나 유지 관리 엔지니어를 돕는 데 더 적합하지 않습니까? "라는 말에 중간에 멈추었습니다.
이것이 R&D 프로젝트의 하기 시뮬레이션과 어떤 관련이 있나요?” Siemens 담당자는 쓴웃음을 지으며 “이제 Simcenter 3D Smart Virtual Sensing을 소개할 때가 된 것 같습니다 .”라고 대답합니다.
가상 감지로 스마트해지기
담당자는 다음과 같이 말합니다. “간단히 Simcenter 3D Smart Virtual Sensing은 물리적 테스트와 시뮬레이션을 결합하여 테스트를 통해 시뮬레이션을 시작하거나 매개변수가 변경될 때 업데이트하는 데 필요한 방법을 제공하고 시뮬레이션에서 사용자가 원하는 방식으로 계산할 수 있습니다. 직접적으로 측정할 수는 없습니다.” 인상적이었지만 의심스러운 Isambard는 담당자에게 "다른 위치에서 방법을 찾기 위해 입력 데이터에서 원격 노드를 선택하는 FE 모델이라는 뜻입니까?"라고 질문합니다.
“아뇨.” 담당자는 “그것보다 훨씬 낫습니다.”라고 대답합니다. 그런 다음 그는 FE 모델을 사용하면 처리하는 데 시간이 걸리기 때문에 실시간 변경 사항을 따라잡을 수 없다고 계속 설명합니다. 이 패키지는 센서에서 데이터가 들어올 때 실시간 업데이트로 실행되도록 축소 주문 모델을 사용합니다. 또는 부품이 결국 어떻게 실패할지 예측하기 위해 몇 년 후에 실행할 수도 있습니다.
Simcenter 3D 스마트 가상 감지
- Simcenter 3D Smart Virtual Sensing은 FE 모델과 결합된 몇 가지 스트레인 게이지 측정을 통해 운영 방식을 추정할 수 있습니다.
- 시계열의 작동 하중은 피로 원인을 찾기 위한 내구성 분석에 추가로 사용될 수 있습니다.
- 추정은 새로운 스마트 가상 감지 이벤트를 사용하여 내구성 분석에 완전히 통합됩니다.
스트레인에서 운영 방법까지 깨달음의 등반
메커니즘을 더 깊이 이해하기 위해 Isambard는 Simcenter 3D Smart Virtual Sensing이 부하 추정 및 현장 추정을 위한 강력한 프레임워크를 제공한다는 사실을 발견했습니다. 실제 세계의 측정과 FE 모델을 결합하여 운영 방식과 현장 상태를 추정합니다. 추정 프레임워크는 자동으로 업데이트되며, 실제 세계에 연결되는 측정 덕분에 시스템의 모든 변경 사항이 자동으로 수용됩니다.
추정 프레임워크가 FE 모델 예측을 사용하여 테스트 데이터를 증가시키므로 변형률에서 작동 방식까지 측정이 확장됩니다. 이것이 바로 Isambard가 필요로 하는 매우 실용적인 방식으로 운영 방법을 제공하면서도 높은 정확도를 유지할 수 있는 방법입니다.
완벽한 조화를 이루는 시뮬레이션과 측정
가장 중요한 점은 Simcenter 3D Smart Virtual Sensing이 칼만 필터와 통합된 데이터 융합 방법을 통해 측정 및 시뮬레이션 데이터를 조화시킬 수 있다는 것입니다. 훨씬 더 강력한 추정을 제공한다는 점에서 FE 모델의 단순 역하중 식별과 다릅니다. 스마트 가상 감지 추정 프레임워크는 측정 및 시뮬레이션의 기여도에 지능적으로 가중치를 부여하여 시뮬레이션 부정확성과 측정 노이즈를 모두 보상하므로 높은 추정 정확도가 보장됩니다.
테스트 데이터와의 상호 작용 외에도 FE 모델과 그에 따른 내구성 분석은 통합 워크플로를 통해 간소화되며 구현이 간단합니다. Simcenter 3D Smart Virtual Sensing은 고품질 테스트를 보장하기 위해 최적의 센서 배치 계산부터 시작하여 테스트 결과를 읽고 부하 예측을 수행하는 엔드투엔드 워크플로를 제공합니다.
그런 다음 예상 부하가 전용 Smart Virtual Sensing Event를 통해 전문가 내구성 분석 도구로 전달되어 전체 내구성 후처리 분석을 수행할 수 있습니다.
Isambard는 Ann-Christine이 그에게 말한 유연 신체 이벤트를 기억하며 "여기서 우리가 필요한 것이 바로 이것이다!"라고 생각합니다.
Simcenter 3D의 새로운 개발을 찾는 것이 항상 좋은 아이디어라는 것을 알고 그는 2024년 여름 릴리스의 새로운 기능을 확인하고 이미 존재하는 스마트 가상 감지 이벤트를 발견했습니다.
누구에게 도움이 되나요?
그의 모든 새로운 지식을 통해 Isambard는 강도와 내구성 영역에서 디지털 트윈을 통해 추가 이익을 얻을 수 있는 많은 기회를 확인했습니다. 그는 또한 이 Smart Virtual Sensing 도구가 시뮬레이션 부서와 데이터 수집/테스트 부서를 훨씬 더 가깝게 만들어준다는 사실도 알게 되었습니다.
Smart Virtual Sensing 이벤트의 이점을 다른 사람들에게 더 잘 설득하기 위해 새롭고 향상된 회의를 준비하기 위해 그는 가능한 사용자 사례를 고려합니다.
Isambard의 가능한 사용자 사례:
- 물리적인 센서를 장착할 수 없는 위치에서 하중을 측정합니다.
- 가속도 및 변형률 측정을 사용하여 안전 계수 평가 및 피로 분석을 완료합니다.
- Simcenter 3D Strength & Durability Wizard와의 연결을 활용하여 위 사항의 프로세스를 단순화하세요.
새로운 자신감을 갖고 Isambard는 자신의 회의를 회상하고 다른 팀에 참여하도록 초대합니다. 그는 Simcenter 3D Specialist Durability Tool의 후처리 능력을 보여줍니다. 그가 설명하면서 그는 엔지니어들이 실제로 아이디어에 참여하고 있다는 것을 알아차렸고, 그들의 머리 속에서 톱니바퀴가 돌아가는 것을 거의 볼 수 있었습니다.
회의가 끝나고 엔지니어들이 커피를 마시러 갈 때 Isambard는 대화 중 일부를 우연히 듣습니다. 그는 그들이 아직도 그것에 대해 이야기하고 있다는 소식을 듣고 매우 기뻤습니다. '내가 무슨 일을 하고 있는 게 틀림없어'라고 그는 속으로 생각하는데, 심지어 신체검사를 받은 사람들도 관심을 보이는 것 같습니다.
미래를 예측
많은 새로운 애플리케이션은 테스트와 시뮬레이션 간의 새로운 강도와 내구성 통합 연결을 통해 이점을 얻을 수 있습니다. 그러나 Isambard는 이것이 어떻게든 시작에 불과하다는 느낌을 갖고 있습니다. 그는 실패 예측을 언급한 담당자를 회상합니다. 그는 이를 더 자세히 조사하기로 결정하고 전체 모델을 실시간 플랫폼에 배포할 수 있는 xDT(eXecutable Digital Twin)로 내보낼 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이를 통해 그는 부하 및 현장 상태에 대한 실시간 추정을 수행할 수 있습니다. 미래에 시뮬레이션을 실행하면 미래의 고장도 예측할 수 있으므로 남은 유효 수명을 실시간으로 추정할 수 있습니다. 그는 이것의 의미를 숙고합니다.
현재 그의 동료들은 고객이 도구의 실제 사용법을 모르기 때문에 고정된 유지 관리 일정에 동의하도록 요구합니다. 많은 장치의 경우 이는 일반적으로 최악의 시나리오를 포함하는 큰 안전 요인으로 이어집니다. 그러나 이 새로운 시뮬레이션 기능을 사용하면 작동 중 손상 누적을 모니터링하고 이해하여 예측 유지 관리에 대한 새로운 가능성을 제공할 수 있습니다. 이 기능은 남은 유효 수명을 식별하여 유지 관리 임무 계획을 지원하고 최적화하고 비용을 절감하는 동시에 작동 중 장치의 신뢰성을 보장할 수 있음을 의미합니다.
요약
이 모험에서 Isambard는 Simcenter 3D Smart Virtual Sensing의 기능과 Simcenter 3D Durability와의 통합을 발견하면서 혼란, 흥분, 당황, 만족에 직면했습니다. 그와 그의 동료들은 새로운 도구를 사용하여 물리적 센서가 도달할 수 없는 위치를 측정하고, 로컬 팀 조직과 현장 추정치를 모두 찾고, 안전 요인 분석을 완료하고, 디지털 트윈을 생성하고, 더 나은 예측을 위해 실시간으로 향후 오류를 예측할 수 있습니다.
[출처] https://blogs.sw.siemens.com/simcenter/durability-and-fatigue-analysis/
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