유한 요소 해석(FEA)은 안전화 개발을 근본적으로 변화시킵니다. 값비싼 물리적 시행착오 주기를 정밀한 디지털 과학으로 전환합니다. 토캡과 같은 부품에 대한 중요한 충격 및 압축 테스트를 시뮬레이션함으로써 제조업체는 값비싼 물리적 프로토타입이나 파괴 테스트에 의존하지 않고 ISO 20345와 같은 엄격한 표준 준수를 검증할 수 있습니다.
핵심 통찰 FEA는 단일 물리적 프로토타입이 제조되기 전에 안전 규정 준수를 가상으로 검증하고 재료 특성을 최적화할 수 있도록 합니다. 이러한 디지털 접근 방식은 초기 개념 단계에서 설계 결함을 조기에 파악하여 R&D 지출을 크게 줄이고 시장 출시 시간을 단축합니다.
파괴 테스트를 디지털 검증으로 대체
가상 규정 준수 확인
전통적으로 안전 표준을 검증하려면 신발을 제작하여 물리적으로 파괴해야 했습니다. FEA를 사용하면 엔지니어가 토캡과 같은 특정 부품에 대해 고정밀 디지털 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다.
산업 표준 충족
이러한 시뮬레이션을 통해 설계자는 신발 모델이 법적 안전 분류, 특히 ISO 20345를 충족하는지 확인할 수 있습니다. 이를 통해 물리적 생산이 시작되기 전에 설계가 충격 및 압축 요구 사항을 준수하는지 확인할 수 있습니다.
R&D 비용의 대폭 절감
물리적 프로토타이핑은 리소스 집약적입니다. 디지털 모델로 전환함으로써 제조업체는 반복적인 물리적 제작과 관련된 재료 및 노동 비용을 제거합니다.
구조 및 재료 최적화
기하학적 및 재료 조정
기본 규정 준수 외에도 FEA 소프트웨어는 신발의 기하학적 구조 및 재료 특성을 최적화하는 데 사용됩니다. 이를 통해 신발이 과도한 엔지니어링 없이 특정 하중 등급을 처리할 수 있습니다.
복잡한 하중 시나리오 시뮬레이션
엔지니어링 팀은 2D 및 3D 정적 시뮬레이션을 수행하여 족저굴곡 및 족저굴곡과 같은 복잡한 움직임을 모델링합니다. 이는 탄성 부품이 구조적 강도를 유지하고 목표 회전 각도를 충족하는지 확인하는 데 중요합니다.
시행착오 최소화
재료가 응력 하에서 어떻게 거동할지 예측함으로써(ISO 10328과 같은 표준 참조) 팀은 디지털 방식으로 설계를 개선할 수 있습니다. 이는 구조적 무결성 테스트에서 추측을 제거하여 설계 주기를 크게 단축합니다.
절충점 이해
고정밀 모델 요구 사항
FEA는 마법 버튼이 아닙니다. 정확도는 전적으로 입력의 품질에 따라 달라집니다. 물리적 테스트를 효과적으로 대체하려면 사용되는 원자재의 특성을 정확하게 반영하는 고정밀 물리적 모델을 사용해야 합니다.
설정의 복잡성
FEA는 물리적 낭비를 줄이지만 작업 부하를 디지털 프런트엔드로 이동시킵니다. 엔지니어는 "오탐"을 피하기 위해 경계 조건과 하중을 정확하게 정의해야 합니다. 여기서 시뮬레이션은 통과하지만 실제 제품은 예측할 수 없는 변수로 인해 실패할 수 있습니다.
목표에 맞는 올바른 선택
- 주요 초점이 비용 절감인 경우: FEA를 구현하여 초기 단계의 물리적 프로토타이핑 및 파괴 테스트를 대체하고, 특히 ISO 20345 규정 준수를 검증합니다.
- 주요 초점이 제품 성능인 경우: 2D 및 3D 정적 시뮬레이션을 사용하여 복잡한 하중 처리 및 회전 각도에 대한 기하학적 구조 및 탄성 부품을 최적화합니다.
FEA를 통합함으로써 테스트 실패에 대응하는 것에서 성공을 위해 선제적으로 설계하는 것으로 전환합니다.
요약표:
| 장점 범주 | 구체적인 이점 | R&D에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 규정 준수 검증 | 가상 ISO 20345 충격/압축 테스트 | 파괴 테스트에 대한 의존도 감소 |
| 비용 효율성 | 여러 물리적 프로토타입 제거 | 재료 및 노동 비용 대폭 절감 |
| 성능 조정 | 하중 및 회전의 2D/3D 정적 시뮬레이션 | 기하학적 구조 및 재료 사용 최적화 |
| 시장 출시 시간 | 설계 결함 조기 식별 | 추측 제거로 개발 주기 단축 |
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