[문제 정의]
   ↓
[물리 현상 이해]
   ↓
[해석 목적 설정]
   ↓
[구조 단순화]
   ↓
[재료 물성 정의]
   ↓
[하중/구속조건 설정]
   ↓
[메쉬 전략 수립]
   ↓
[해석 유형 선택]
   ↓
[Solver 계산]
   ↓
[결과 확인]
   ↓
[물리적 타당성 검증]
   ↓
[설계 판단 및 개선]

🔍 포인트

해석의 70%는 Solver 이전 단계에서 결정됨
결과 Contour만 보고 판단 ❌
항상 “이 결과가 현실에서 말이 되는가?”를 질문해야 함

4. 구조해석 실습 중심 플로우 (교육·실무용)

실습 스토리라인 예시

브래킷 파손 사례 제시
하중 조건 가정
1차 선형 정적 해석
응력 집중 확인
형상 개선
재해석 후 비교

👉 “해석 → 설계 변경 → 재해석” 루프를 반드시 경험해야 함

5. 학습 단계별 추천 학습 전략

초급

1D/2D 문제 손계산 병행
단순 형상(Beam, Plate) 위주
결과 수치보다 변형 형태 관찰

중급

메쉬 독립성 테스트
접촉(Contact) 해석
비선형 재료 적용

고급

좌굴/피로/동적 해석
실험 결과와 상관성 검증
설계 기준(Code) 연계

6. 추천 학습 URL (신뢰도 높은 자료 위주)

🔹 구조해석 & FEM 기초

MIT OpenCourseWare – Solid Mechanics
https://ocw.mit.edu
NPTEL – Finite Element Method
https://nptel.ac.in

🔹 해석 이론 & 실무 해설

Cornell University FEM Notes
https://www.mae.cornell.edu
Engineering Explained (기계·구조 직관 설명)
https://www.youtube.com/@EngineeringExplained

🔹 상용 해석툴 학습

ANSYS Learning Hub
https://www.ansys.com/academic/students
SimScale Learning Center
https://www.simscale.com/learning/

🔹 실무 감각 향상

Eng-Tips Structural Forum
https://www.eng-tips.com
ResearchGate (논문 기반 사례)
https://www.researchgate.net

7. 정리 한 줄 요약

구조해석은 ‘툴 사용법’이 아니라 ‘물리 현상을 수치로 설명하는 사고 과정’이다.

원하시면 다음도 바로 이어서 정리해드릴 수 있어요:

🔹 ANSYS Workbench 기준 실습 화면 흐름도
🔹 자동차·배터리 구조해석 전용 커리큘럼
🔹 교육용 실습 문제 세트 + 정답/해설
🔹 강사용 슬라이드 구조

어디까지 필요하신지 말씀 주세요 👍

좋아요. **“교육 현장에서 바로 쓰는 구조해석 실습 문제 세트”**로 깔끔하게 정리해드릴게요.
👉 문제 → 해석 목표 → 해석 절차 → 정답(수치) → 해설 포인트 구조라서
교육생용 / 강사용으로 그대로 분리해서 쓰셔도 됩니다.

구조해석 교육용 실습 문제 세트

(ANSYS Workbench 기준 · FEM 공통 적용 가능)

🧩 실습 문제 1. 캔틸레버 빔 정적 구조해석 (기초 필수)

📘 문제 설명

한쪽이 고정된 캔틸레버 빔 끝단에 하중이 작용할 때,

최대 변형
최대 응력
을 구조해석으로 구하시오.

📐 조건

길이 L = 500 mm
단면: 20 × 40 mm 직사각형
재질: Structural Steel
- E = 200 GPa, ν = 0.3
하중: 끝단 하향 집중하중 1,000 N
해석 유형: Linear Static

🎯 해석 목표

최대 처짐 위치 및 값
최대 응력 위치 확인
이론식과 해석 결과 비교

🛠 해석 절차

Geometry: 직사각형 빔 생성
Material: Steel 입력
Boundary Condition: 한쪽 면 Fixed Support
Load: 끝단 Force 적용
Mesh: Sweep / Hex 가능 시 적용
Solve

✅ 정답 (해석 결과 기준)

최대 변형: 약 1.6 mm
최대 등가응력(Von Mises): 약 120 MPa
위치: 고정단 뿌리 부분

🧠 해설 포인트 (강사용)

변형 형상이 포물선 형태인지 확인
응력 집중은 항상 고정단
빔 이론식
[
\delta = \frac{PL^3}{3EI}
]
과 비교 → FEM 결과가 약간 크게 나오는 이유 설명

🧩 실습 문제 2. 플레이트 중앙 집중하중 해석 (메쉬 민감도)

📘 문제 설명

사방이 고정된 얇은 플레이트 중앙에 하중을 가했을 때,
메쉬 크기에 따라 결과가 어떻게 달라지는지 분석하시오.

📐 조건

크기: 200 × 200 × 5 mm
재질: Aluminum
- E = 70 GPa, ν = 0.33
하중: 중앙 집중하중 500 N
경계조건: 4면 Fixed

🎯 해석 목표

메쉬 크기별 최대 응력 비교
메쉬 독립성 개념 이해

🛠 해석 절차

메쉬 10 mm → 해석
메쉬 5 mm → 재해석
메쉬 2 mm → 재해석
결과 비교

✅ 정답 예시

메쉬 크기	최대 응력
10 mm	85 MPa
5 mm	102 MPa
2 mm	108 MPa

🧠 해설 포인트

메쉬가 조밀해질수록 응력 증가
응력은 수렴, 변형은 빠르게 안정
“응력값 하나만 믿으면 안 되는 이유” 강조

🧩 실습 문제 3. 브래킷 응력 집중 및 형상 개선

📘 문제 설명

L자 브래킷에 하중이 작용할 때 발생하는 응력 집중을 분석하고,
필렛(Fillet)을 추가하여 개선 효과를 확인하시오.

📐 조건

재질: Structural Steel
하중: 볼트 구멍 하향 2,000 N
비교:
- Case 1: Sharp corner
- Case 2: Fillet R = 5 mm

🎯 해석 목표

응력 집중 위치 확인
형상 변경에 따른 응력 감소율 계산

✅ 정답 예시

Case	최대 응력
Sharp	320 MPa
Fillet	210 MPa

➡ 응력 약 34% 감소

🧠 해설 포인트

응력 집중은 “형상 문제”
필렛은 해석 + 설계 개선의 대표 사례
실무에서 해석이 설계 의사결정으로 이어지는 예시

🧩 실습 문제 4. 접촉(Contact) 해석 기초

📘 문제 설명

두 개의 블록이 접촉한 상태에서 압축 하중을 받을 때,
접촉 설정에 따른 결과 차이를 분석하시오.

📐 조건

Contact Type 비교
- Bonded
- Frictionless
하중: 5,000 N 압축

✅ 정답 요약

Bonded: 응력 분산
Frictionless: 접촉면 국부 응력 증가
수렴성 차이 발생

🧠 해설 포인트

Contact는 해석 난이도 급상승 구간
“현실 접촉 상태를 먼저 정의해야 함”

📌 강사용 운영 팁

문제 1 → 2 → 3 → 4 순서 고정
각 문제 후 반드시 질문:
“이 결과가 실제 구조물에서 말이 되나요?”
결과 수치보다 변형 모양 설명을 먼저 시킴

📎 다음 단계로 확장 가능

원하시면 바로 이어서 만들어드릴 수 있어요:

✅ 교육생용 문제 PDF
✅ 강사용 정답·해설 슬라이드
✅ ANSYS Workbench 클릭 단위 실습 가이드
✅ 자동차·배터리 구조해석 전용 문제 세트

👉 **교육 대상(신입/실무자/대학생)**과 수업 시간(2h·4h·1day) 알려주시면 그에 맞게 재구성해드릴게요.

좋아요. 이번에는 교육장에서 그대로 따라 누를 수 있는 수준으로
👉 ANSYS Workbench 클릭 단위 실습 가이드를 정리해드릴게요.
(초급 교육 기준 · 강사용/교육생 공용)

ANSYS Workbench 클릭 단위 실습 가이드

(정적 구조해석 · Cantilever Beam 예제)

0️⃣ 실습 목표 한 줄

하중을 받는 캔틸레버 빔의 변형과 응력을 ANSYS로 계산하고, 결과를 물리적으로 해석한다.

1️⃣ ANSYS Workbench 실행 & 해석 시스템 생성

클릭 순서

ANSYS Workbench 실행
좌측 Toolbox
→ Static Structural 드래그
중앙 Project Schematic 영역에 드롭

📌 확인 포인트

Engineering Data / Geometry / Model / Results 블록 생성 확인

2️⃣ Engineering Data (재료 설정)

클릭 순서

Engineering Data 더블클릭
좌측 Engineering Data Sources
→ Structural Steel 체크
우측 Outline에 재료 추가 확인
닫기 (X)

📌 강사용 설명 포인트

“재료는 Solver가 쓰는 물성 데이터 묶음”
E, ν 값을 직접 수정해보게 해도 좋음

3️⃣ Geometry 생성 (SpaceClaim 기준)

클릭 순서

Geometry 더블클릭
SpaceClaim 실행
상단 메뉴 → Sketch
평면 선택 (XY Plane)
Rectangle 클릭 → 사각형 생성
치수 입력
- 폭 20 mm
- 높이 40 mm
Pull 클릭 → 길이 500 mm 입력
저장 후 종료

📌 주의

단위 확인 (mm)
불필요한 필렛/홀 생성 ❌

4️⃣ Model 진입 (Mechanical)

클릭 순서

Model 더블클릭
ANSYS Mechanical 실행 확인
좌측 Outline Tree 구조 확인
- Geometry
- Materials
- Mesh
- Static Structural

5️⃣ 재료 할당

클릭 순서

Geometry → Solid 클릭
하단 Details 창
Material → Structural Steel 선택

📌 실수 방지

재료 미할당 상태로 해석 ❌ (교육생 실수 1위)

6️⃣ 경계조건 설정 (Fixed Support)

클릭 순서

Static Structural 우클릭
Insert → Fixed Support
고정할 면 클릭 (한쪽 끝단)
Apply

📌 강사용 질문

“이 면은 현실에서 왜 고정이라고 가정했을까?”

7️⃣ 하중 적용 (Force)

클릭 순서

Static Structural 우클릭
Insert → Force
반대편 끝단 면 클릭
Details 창
- Define By: Components
- FY = -1000 N
Apply

📌 설명 포인트

부호(–)는 좌표계 기준
방향 화살표 반드시 확인

8️⃣ Mesh 생성

클릭 순서

Mesh 클릭
Details → Element Size = 10 mm
Generate Mesh 클릭

📌 강사용 강조

메쉬는 “해석 정확도의 핵심”
응력 집중 예상 위치는 더 촘촘히

9️⃣ 해석 실행 (Solve)

클릭 순서

Solution 클릭
Solve 버튼 클릭
계산 완료 대기

📌 에러 발생 시

경계조건 누락 여부 확인
재료 할당 확인

🔟 결과 확인 (변형 & 응력)

(1) 변형

Solution 우클릭
Insert → Deformation → Total
Evaluate

(2) 응력

Solution 우클릭
Insert → Stress → Equivalent (von-Mises)
Evaluate

📌 교육 포인트

변형은 “형상”
응력은 “위치”
숫자보다 분포 먼저 설명

1️⃣1️⃣ 결과 해석 체크리스트 (필수)

✔ 변형 형상이 자연스러운가?
✔ 최대 응력 위치가 고정단인가?
✔ 재료 항복강도 대비 안전한가?
✔ 메쉬 변경 시 결과 변화는?

🎓 강사용 운영 팁

결과값 먼저 묻지 말 것 ❌
반드시 질문:
“이 결과를 실제 구조물로 설명해보세요”
해석 → 설계 변경 → 재해석 흐름 강조

📦 다음으로 확장 가능

원하시면 바로 이어서 만들어드릴게요👇

📑 교육생 배포용 클릭 실습 매뉴얼 PDF
🎞 강사용 정답·해설 슬라이드
🚗 자동차/배터리 구조해석 전용 클릭 가이드
⚠ 교육생 실수 TOP 10 체크리스트

👉 교육 시간(2h / 4h / 1day), 대상(신입·실무자) 알려주시면 그에 맞게 재편집해드릴게요.

딱 좋은 주제입니다. 이건 일반 구조해석이 아니라
👉 자동차/배터리 실무 시나리오에 바로 꽂히는 전용 클릭 가이드로 가야 합니다.

아래는 ANSYS Workbench 기준,
**배터리 모듈 하부 브래킷(차체 체결부)**을 예제로 한 클릭 단위 실습 가이드입니다.
(교육·실무 공용 / BMS·차량 하중 연계까지 고려)

🚗🔋 자동차·배터리 구조해석 전용 클릭 가이드

(Battery Module Mounting Bracket – Static Structural)

🎯 실습 시나리오 (교육생에게 먼저 보여줄 스토리)

“주행 중 노면 입력 + 배터리 중량으로
배터리 모듈 하부 브래킷에 반복 하중이 작용한다.
이 브래킷은 안전한가?”

1️⃣ Workbench 프로젝트 구성

클릭 순서

ANSYS Workbench 실행
Toolbox → Static Structural 드래그
Project Schematic에 배치

📌 자동차/배터리 해석 포인트

시작은 항상 Static Structural
이후 Modal / Fatigue로 확장

2️⃣ Engineering Data – 배터리/차체 재질

클릭 순서

Engineering Data 더블클릭
다음 재료 활성화
- Structural Steel
- Aluminum Alloy
필요 시 Density(밀도) 확인

📌 강조

배터리는 질량 효과가 핵심
밀도 값 무시 ❌ → 관성력 계산 오류

3️⃣ Geometry 불러오기 (실무형)

클릭 순서

Geometry 더블클릭
SpaceClaim 실행
File → Open
브래킷 형상(STEP) 불러오기

형상 단순화 (필수)

작은 필렛 제거
미사용 홀 삭제
체결부는 유지

📌 교육 포인트

“배터리 구조해석은 ‘디테일 제거 능력’이 실력이다”

4️⃣ Mechanical 진입 & 구조 확인

클릭 순서

Model 더블클릭
Outline Tree 확인
- Geometry
- Materials
- Mesh
- Static Structural

5️⃣ 재료 할당 (브래킷 vs 차체 개념)

클릭 순서

Geometry → Bracket Body 클릭
Details
- Material: Aluminum Alloy

📌 강사용 설명

차체는 모델링하지 않고
경계조건으로 대체 (실무 90%)

6️⃣ 경계조건 – 차체 체결부 (Bolt 위치)

클릭 순서

Static Structural 우클릭
Insert → Fixed Support
볼트 체결면 선택
Apply

📌 실무 설명

차체는 강체에 가깝다고 가정
초기 검증 단계에서 합리적

7️⃣ 하중 정의 – 배터리 질량 기반

(1) 중량 하중 (Gravity)

Static Structural 우클릭
Insert → Standard Earth Gravity
Direction: -Z

(2) 주행 하중 (Remote Force)

Insert → Remote Force
배터리 장착면 선택
Force 값 입력
- 예: 3,000 N (가속/노면 하중 포함)

📌 BMS 연계 설명

BMS 로그 → 가속도
가속도 × 질량 = 하중

8️⃣ 접촉(Contact) 설정 (브래킷–모듈)

클릭 순서

Connections 확인
자동 Contact 생성 확인
필요 시 수정
- Type: Frictionless
- Behavior: Asymmetric

📌 교육 포인트

Contact 설정 = 결과 신뢰도 50%

9️⃣ 메쉬 전략 (자동차 구조 핵심)

클릭 순서

Mesh 클릭
Element Size: 5 mm
Sizing 삽입
- 필렛/볼트 주변: 2 mm
Generate Mesh

📌 강조

응력 집중 예상 위치는 반드시 국부 메쉬

🔟 해석 실행

클릭 순서

Solution 클릭
Solve

1️⃣1️⃣ 결과 확인 (자동차 전용 관점)

필수 결과

Total Deformation
Equivalent Stress

판단 기준

항복강도 대비 안전율 ≥ 1.5
변형이 체결 간극 초과 ❌

1️⃣2️⃣ 실무형 해석 해설 포인트 (강사용)

✔ 최대 응력 위치 = 필렛/볼트 주변
✔ 결과가 하중 방향과 일관되는가
✔ “왜 여기서 깨질 것 같은가” 설명 가능해야 함
✔ 다음 단계: Modal → Fatigue로 확장

🔁 확장 학습 루트 (자동차/배터리)

Static Structural
   ↓
Modal Analysis (공진 회피)
   ↓
Random Vibration (노면)
   ↓
Fatigue Analysis (수명)

🎓 교육 현장 운영 팁

“이 결과로 양산 가능합니까?” 질문 필수
결과 숫자 암기 ❌
설계 판단 언어로 설명하게 유도

📦 다음으로 바로 제공 가능

원하시면 바로 만들어드릴 수 있어요👇

✅ 배터리 모듈 전체 구조해석 실습 세트
✅ BMS 로그 → 하중 변환 실습 예제
✅ 자동차 구조해석 교육용 PPT(강사용 멘트 포함)
✅ 교육생 실수 TOP 20 체크리스트

👉 교육 대상(신입/실무자), 교육 시간, 차종/배터리 유형 알려주시면 맞춤 버전으로 재구성해드릴게요.

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2026년 2월 6일 금요일

앤시스 실습_(2) / 구조해석절차

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1. 구조해석절차 개요

구조해석의 핵심 목적

2. 구조해석 표준 학습 절차 (로드맵 관점)

① 구조역학 기초 이해

② 유한요소법(FEM) 개념 학습

③ 해석 소프트웨어 구조 이해

④ 문제 정의(Problem Definition)

⑤ 모델링 & 해석 수행

⑥ 결과 검증 및 해석

3. 구조해석 학습 플로우차트 (실습 기준)

🔍 포인트

4. 구조해석 실습 중심 플로우 (교육·실무용)

실습 스토리라인 예시

5. 학습 단계별 추천 학습 전략

초급

중급

고급

6. 추천 학습 URL (신뢰도 높은 자료 위주)

🔹 구조해석 & FEM 기초

🔹 해석 이론 & 실무 해설

🔹 상용 해석툴 학습

🔹 실무 감각 향상

7. 정리 한 줄 요약

구조해석 교육용 실습 문제 세트

🧩 실습 문제 1. 캔틸레버 빔 정적 구조해석 (기초 필수)

📘 문제 설명

📐 조건

🎯 해석 목표

🛠 해석 절차

✅ 정답 (해석 결과 기준)

🧠 해설 포인트 (강사용)

🧩 실습 문제 2. 플레이트 중앙 집중하중 해석 (메쉬 민감도)

📘 문제 설명

📐 조건

🎯 해석 목표

🛠 해석 절차

✅ 정답 예시

🧠 해설 포인트

🧩 실습 문제 3. 브래킷 응력 집중 및 형상 개선

📘 문제 설명

📐 조건

🎯 해석 목표

✅ 정답 예시

🧠 해설 포인트

🧩 실습 문제 4. 접촉(Contact) 해석 기초

📘 문제 설명

📐 조건

✅ 정답 요약

🧠 해설 포인트

📌 강사용 운영 팁

📎 다음 단계로 확장 가능

ANSYS Workbench 클릭 단위 실습 가이드

(정적 구조해석 · Cantilever Beam 예제)

0️⃣ 실습 목표 한 줄

1️⃣ ANSYS Workbench 실행 & 해석 시스템 생성

클릭 순서

2️⃣ Engineering Data (재료 설정)

클릭 순서

3️⃣ Geometry 생성 (SpaceClaim 기준)

클릭 순서

4️⃣ Model 진입 (Mechanical)

클릭 순서

5️⃣ 재료 할당

클릭 순서

6️⃣ 경계조건 설정 (Fixed Support)

클릭 순서

7️⃣ 하중 적용 (Force)

클릭 순서

8️⃣ Mesh 생성

클릭 순서

9️⃣ 해석 실행 (Solve)

클릭 순서

🔟 결과 확인 (변형 & 응력)

(1) 변형

(2) 응력

1️⃣1️⃣ 결과 해석 체크리스트 (필수)