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Outline

1. ANSYS Mechanical Products

2. ANSYS Mechanical Technologies

3. ANSYS Applications

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1. ANSYS Mechanical Products

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ANSYS Products – Mechanical

ANSYS Multiphysics(모든해석+연성해석)

ANSYS CFD-Flo(열·유체해석)

ANSYS Emag(전자기장해석)

ANSYS Mechanical(모든 구조해석+열해석)

ANSYS Structural(선형·비선형구조해석)

ANSYS Profesional(선형구조해석·열해석)

ANSYS DesignSpace(선형구조해석·정적열해석)

ANSYS Mechanical/CFD-Flo

ANSYS Mechanical/Emag

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ANSYS Products – Mechanical

ANSYS AUTODYN

ANSYS LS-DYNA

ANSYS Explicit STR

Explicit Dynamics Offshore Products

ANSYS ASAS/AQWA

Fatigue Products

ANSYS nCode DesignLife

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ANSYS Optional ModulesRigid Dynamic(다물체동역학)

Pressure Equipment(압력장비해석모듈)

ANSYS ICEM CFD(고급 격자 생성)

Design Modeler(모델링기능)

DesignXplorer(VT)(최적화)

Fatigue Module (피로해석)

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2. ANSYS Mechanical Technology

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다양한 도메인에 대한 깊이 있는 기술

Conduction ConvectionRadiationPhase ChangeMass Transport

More…

열해석

CompressibleIncompressibleLaminar Flow

TurbulenceMultiphase Flow Non-Newtonian FluidsMore…

유동해석

기술적인깊이

기술적인깊이

정상상태, 과도, 조화 & 모달해석

선형 & 비선형해석

기술적인폭

Quasi static (Low Freq)Full WaveJoule Heating

Eddy CurrentsCurrent FlowCircuit CouplingMore…

전자장해석구조해석

Large DisplacementsFinite StrainContactMultibody DynamicsRandom VibrationImplicit & Explicit

More…

Tet/PrismHex/Hex Core

StructuredUnstructured

Multi-zoneBody-fitted Cartesian

Patch IndependentMore…

Meshing

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통합환경 ANSYS Workbench

• ANSYS Workbench 는 :– 탄탄하고 건전한 기술 기반– 강한 양방향 CAD 연계– 자동화와 사용 편이성– 파라메트릭 모델의 업데이트– 복합물리계 해석을 위한 통합된 플랫폼

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통합환경 Workbench

[완전한 Analysis System]

[Guided Workflow]

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통합환경 Workbench

[프로젝트 추가하기]

[복잡한 프로젝트에 대한 고민]

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통합환경 Workbench

[Component Systems 사용하기]

[변수화 설계 적용]

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ANSYS Workbench CAD 통합직접적인 양방향 연계

• Autodesk Inventor• CATIA V5• CoCreate Modeling• MDT• Pro/ENGINEER

• Unified CAD connections for products from ANSYS

Your CAD System

ANSYS Workbench

• Solid Edge• SolidWorks• UG NX• Teamcenter Engineering• Readers

• IGES, Step, ACIS, Parasolid, CATIA V5, CATIA V4

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새로운 CAD 버전의 지원

• Supported CAD Versions at 13.0

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양방향 CAD 연계

– 양방향 CAD 인터페이스 가능

– 해석이 끝난 후 CAD 데이터 수정 시 workbench에 반영되어경계조건의 재입력 없이 해석 수행

– CAD 파일의 변환 없이 직접적으로 불러오기 가능

Parameters from CAD to Workbench

Parameters from Workbench to CAD

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격자 기술(Meshing Technology)

• 유연한 격자 기술(Flexible Meshing)

- 단품/조립품 기반의 요소 제어 기술

- 다양한 방법이 혼합된 요소 기술

Hexa Core

Tetra w/ InflationSwept Mesh

Multi-zone

Uniform Quad

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접촉 기술 (Contact Analysis)

Fluid pressure is appliedFluid pressure is applied

Fluid pressure is Not applied

Contact Geometry & Physics절점-절점 ; 절점-면

면-면; 면-선; 선-선

페널티(Penalty) ; 라그랑지(Lagrange) ; MPC

반자동 접촉 강성

복합물리계 접촉 ; Ridge Contact

쉘/빔 두께 효과

[유연체-유연체 접촉]

[강체-유연체 접촉]

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비선형 해석(Nonlinear Analysis)

• 비선형 해석(Nonlinear Analysis)

항복응력 이상에서 발생하는 구조물의 변형 해석, 재료의 경화로 인한 응력해석, 부품간 접촉

응력해석이 가능하다.

재료비선형

(Nonlinear Material)

탄소성

초탄성(Hyperelasticity)

비선형탄성(Nonlinear elesticity)

점탄성(Viscoelasticity)

점소성(Viscoplasticity)

크리프(Creep)

콘크리트(Concrete)

주철(Cast Iron)

스웰링(swelling)

형상기억합금

(Shape Memory Alloy)

기하학적비선형

(Geometric Nonlinearity)

대변형률(Large strain)

대변형(Large deflection)

스트레스 스티프닝

(Stress stiffening)

스핀 소프트닝(Spin softening)

요소비선형

(Element Nonlinearity)

접촉요소(Contact elements)

비선형 스프링

(Nonlinear Spring)

비선형 댐퍼

(Nonlinear damper)

컴비네이션(Combination)

철근 콘크리트

초기인장볼트

(Pretension Bolts)

가스켓(Gasket)

적층복합재

(Layered composite)

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후처리 기능(Post-Processing)

• ANSYS Post-Processing

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후처리 기능(Post-Processing)

Acoustics Post in WBFluid30 Element

Linearized Stress plot

Path Plot Unaveraged Stress plot

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선형 정적해석

• 선형 정적해석(Liner Static Analysis)

탄성범위에서 거동하는 부품의 정적 응력해석 가능

[차축의 응력해석]

[Ocean Treader arm의 응력 분포]

[엔진블럭의 잔류응력][응력분포 – 특정부분의 응력분포]

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모달해석(Modal Analysis)

• 선형,비선형 - 모달해석(Modal Analysis)

제품의 고유진동수 및 모드형상 제공

[에어백 제어 유닛 브라켓의 1차 모드]

[크랭크샤프트의 모달해석]

[Riello burner 의 모달해석]

[Torsional mode]

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과도해석(Transient Analysis)

• 과도해석(Transient Analysis)

시간(또는 주파수)에 의존하는 조건, 관성과 같은 다양한 효과들이 고려되어야 하는 시스템.

과도해석은 정해석이나 모달해석보다 항상 많은 시간이 소비된다.

[Ice Axe의 주응력]

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스펙트럼 해석(Spectrum Analysis)

• 스펙트럼 해석(Spectrum Analysis)

시간 도메인이 아닌 주파수 도메인 내에서 표현되어지는

진동하중에 대한 구조물의 응답을 정의. 응답은 주로 주파수

도메인을 넘는 최대 기대응답으로 표현된다.

Courtesy: U.S. Geological Survey Graphics Card

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조화 해석(Harmonic Analysis)

Elapsed (sec)Ratio

Standard VT

Win32 2905 533 ~ 5.5

Linux 64 1281 406 ~ 3.2

Modal Cyclic Symmetry

• 조화해석(Harmonic Analysis)

하중의 사인파(sine-like)와 같은 변화.

구조물의 거동(변위,응력…)은 유사하게 거동

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랜덤 진동 해석(Random Vibration Analysis)

• 랜덤 진동 해석(Random Vibration Analysis)

자연계에서 임의로 작용하는 진동하중에 대한 구조물의

응답을 정의. 이것은 확률과 통계에 기반한 스펙트럼 해석

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열전달 해석(Heat Transfer Analysis)

Analysis Type

정상 및 과도 열해석(Static and Transient Analysis)

전도(Conduction)

대류(Convection)

복사 : 주변 유체와의 복사(Surface-Surface Radiation)

상변화(Phase Change)

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열전달 해석(Heat Transfer Analysis)

• 정상상태 열해석(Steady State Analysis)

시간에 대한 온도 변화가 없는 해석

• 과도 열해석(Transient Analysis)

시간에 의존하며, 온도는 시간함수로서 주어진다.

Temperature as a function of time

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열전달 해석(Heat Transfer Analysis)

• 대류(Convection)

제품과 주변 유체 사이에서 발생하는 열에너지 변환.

강제대류와 자연대류

대류 모델링에선 많은 해석 기술이 사용

• 전도 (Conduction)

제품 사이의 직접적인 접촉으로 온도구배에 의한

열에너지의 전달

• 복사 (Radiation)

주변 유체와의 복사

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최적화

• 설계최적화- 설계자가 경험과 직감에 의존하여 제품의 경량화나 원가절감을

위해 반복 시행하던 작업을 자동화하여 최적의 설계를 구해주는

최적화 설계기능

- 해석의 타입에 관계없이 변수로 설정 가능한 항목이라면 최적화의

변수화 가능

- 설계변수 최대 60개, 상태변수 최대 100개, 목적함수 1개 정의

• 위상최적화- 형상 최적화의 한 종류

- 구조상 요구되는 강성을 유지하는데 필요 없는 부분을

삭제함으로 구조물의 형상을 최적화하는 기술

- 설계단계에서 하나의 검토작업으로 손쉽게 사용 가능

[위상 최적화 기법을 이용한 최적화]

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3. ANSYS Applications

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중력에 의한 glass의 처짐

강체접촉정의

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자중에 의한 처짐

• LCD glass 중력에의한처짐해석• 무게반영 –중력가속도적용• 각방향에대해입력가능• Pattern의파손및변형방지

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PDP증착공정의 시뮬레이션

온도분포 처짐량분포

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Thermal deformationThermal deformation & mislanding prediction for TV Tube

Temperature distribution

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Debonding• Bonding 접촉의분리/열림해석기능제공• 적용

– Composite 간의층간분리, 솔더링으로접착한부분의분리예측

• 2D, 3D 접촉요소사용• 파괴모델에사용가능• TB,CZM : 명령으로정의

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대변형 (프루브 카드 Needle의 영구 변형)

• 적용– 미소변형이론을적용하기힘든변형발생모델

– 프루브카드 Needle의영구변형

• 비선형거동

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피로 해석

• 반복하중에의한피로파괴해석– Post-processor module– 외부하중데이터이용가능

– 다양한피로해석이론제공

– 부품의수명과 damage 예측

• 솔더볼의피로해석, 프루브카드Needle의피로파괴해석

Available

Design

LifeLife

Damage

외부하중데이터이용

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피로 해석 (BGA 피로해석)

Submodeling 기법이용상세모델링 Cycle life = 4000

작용열하중

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반도체패키지 – Multi layer 의열에의한stress /변형률

Layered Circuit Board

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반도체 패키지 – Multi layer 의 열에의한 stress /변형률

Lead Frame Thermal Stress Results

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센서 패키지 – 구조 응력 해석

Insert 0.4mm

2.0mm 삽입 시 Part Zoom

203.4MPa

Insert 0.8mm Insert 1.2mm

Insert 1.6mm Insert 2..0mm

629MPa 666MPa

664.6MPa 664MPa

Result of Von-mises stress about model A

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센서 패키지 – 구조 응력 해석

Result of Von-mises stress about model BInsert 0.4mm

2.0mm 삽입 시 Part Zoom

168.3MPa

Insert 0.8mm Insert 1.2mm

Insert 1.6mm Insert 2..0mm

436.8MPa 460.3MPa

460MPa 460MPa

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Process-wire looping

Vibration 발생

1. wire looping 시 wire 발생하는 stress

2. wire looping 후 vibration 발생 시 wire에 발생하는 stress

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Process-wire looping

[Example of tri-tier wire bonding using a 70-μm pitch.]

[Capillary profile analysis of design A, B & C.] [Examples of FEA results showing the stress Distributions]

New Design of Capillaries for Multi-Tier Wire Bonding

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Solder ball

[Wire bond flex BGA in a near CSP format (fan in and fan out).]

[Enhanced CSP structure in a CSP format. Copper interposer enables a matched CTE to theboard.]

[Cross section of an assembled E-CSP]

[Ansys mechanical stress-strain model for E-CSP compared to wire bond flex BGA when thermal cycled from –55 to 125°C.]

Flex Based Chip Scale Packages