Static analysis

간단한 해석의 예입니다.

작년에 설계한 제품의 일부인데, 플라스틱 케이스와 일체화되어 버튼 기능을 하는

간단한 구조이고, 내측에 스위치가 자리하고 있습니다.

 

만일, 해당 제품의 경우 버튼을 별도록 사용하는 컨셉이라면 단순화해서 보더라도

몇 가지 문제가 더해집니다.

 

설계 단계에서 버튼의 동작을 위한 구조가 복잡해집니다.

제한된 공간 안에서 버튼의 조립과 안정적인 동작을 위한 구조가 필요하겠지요.

 

제작 단계에서 버튼의 재질에 따라 제조 공법이 정해지고

아무리 단순한 플라스틱 부품이라 해도 대량 생산을 위한 금형 제작 비용과

생산되는 부품 단가가 추가됩니다.

 

조립 단계에서 생산 공정이 늘고 시간, 관리 비용의 상승이 예상 되겠지요.

 

반대로 별도 버튼을 사용할 경우의 이점도 있습니다.

외부 디자인의 다양한 변화 시도 범위가 넓어지거나 불량 발생 시 폐기 또는

교체 범위의 축소 등을 생각해 볼 수 있습니다.

어떻든 해당 제품에서는 일체형 버튼 구조로 결정하여 외측에서

연질의 별도 부품으로 마감 처리되고

지정된 위치를 사용자가 손으로 누르면

내측의 컨텍 스위치를 작동시키는 구조입니다.

해석 스트레스 위치 확인

 

해당 부품에서 ABS 기준으로 재료의 강도와 구속 조건, 외력 등 해석을 위한

조건을 정의하고 해석을 실행하면 위의 그림과 같이 버튼을 누를 때

가장 힘을 많이 받게 되는 부분이 시각적으로 확인되고 그림에는 없지만

스트레스 크기도 예측이 가능합니다.

재료의 강도보다 스트레스 크기가 크다면 영구 변형이나 파손이 예상되니

설계 변경이 필요하겠습니다.

 

동일 조건에서 설정된 힘으로 눌렀을 때 형상의 변형량도 예측이 가능합니다.

외팔보, 집중하중 상태로 단순화해서 계산도 가능하겠지만,

형상이 복잡하면 계산도 복잡하고 정확성도 떨어질 수 있겠지요.

3D 모델링 데이터를 사용하여 바로 예측하고, 수정 반영하여 설계 적합성을

판단하는데 도움이 될 수 있습니다.

 

다만, 이때 재료와 기타 조건에 따라 해석된 결과값과 실제값이 달라질 수 있음을

고려해야겠습니다.

플라스틱 사출의 경우 생산 공정에서 시간, 압력, 온도 등에 의해 의도하든

의도치 안 든 어드 정도의 범위에서 동일 생산품의 크기가 다르거나

무게가 다른 경우가 나올 수 있습니다.

이 경우 예측값과 실제값이 다른 상황이 됩니다.

 

목표로 하는 품질 수준의 관리는 상황마다 다르고 길어지는 얘기라

여기서는 언급하지 않겠습니다.