Lecture 3_node Part Modeling

CATIACATIA를를 이용한이용한 항공제도항공제도

서울대학교 항공우주구조연구실

http://aeroguy.snu.ac.kr

Boeing 737Boeing 737--900 900 의의 Surface ModelingSurface Modeling

PART PART ⅡⅡ. . 기수기수 부분부분 모델링모델링 개요개요

-기수 부분 모델링 개요

1. 형상의 특성을 갖는 기준 frame 형성

ㄱ. 형상의 특성을 갖는 frame은 형상 모델링 시 기준으로 사용된다.

ㄴ. 기준 frame은 삼각투상법을 이용 각 단면을 sketch를 이용해 표현한다.

2. 형상의 특성이 유사한 영역을 설정 surface 생성

ㄱ. 주로 loft 명령을 사용하여 Surface를 생성시키므로 명령을 사용하기 적합한 영역을 설정 모델링을 수행한다.

ㄴ. 영역 설정 시 형상의 변화가 급격한 영역을 파악하여야 한다.

3. 형상 생성이 마무리 된 후 사용된 명령 및 construction element를 삭제

ㄱ. 모델 파일을 크기를 줄이고 user bug를 최소화 하기 위해 실행시킨다.(disassemble 명령을 사용)

ㄴ. Surface 모델이 solid 모델을 구축하기 위한 기준 모델인 경우 위 작업을 수행한다.

ㄷ. 형상의 변화를 요구하는 모델의 경우(parametric model) 위 작업은 사용될 수 없다.

PART PART ⅡⅡ. . 기수기수 부분부분 모델링모델링 ( STEP ( STEP ⅠⅠ))

1. 형상의 특성을 갖는 기준 frame 형성( 기수 부분 wireframe )

-Wireframe & Surface Design module의 특성은 surface를 생성시키기 위해 Wireframe 을 사용하는 것이다.

-형상의 골격이 될 수 있는 wireframe을 생성시킨다.

-기본적으로 형상의 골격은 기준점, 기준선, 기준 평면에서 삼각투상법을 통해 갖추어 질 수 있다.

-형상이 국부적으로 급격히 변화하는 부분은 세부적인 wireframe을 생성시키는 것이 좋다.

실제 항공기 측면사진 Wirframe 으로 구성된 CATIA 형상


1. 형상의 특성을 갖는 기준 frame 형성

실제 항공기정면 사진

Wireframe으로 구성된CATIA 형상

Wireframe으로 구성된

CATIA 전체 형상

Windshield상세도

Wireframe으로 구성된

CATIA 평투상 형상


- 단면 생성

① yz 평면선택

② plane의 type ‘offset from plane’으로 6.567m 떨어진

plane 생성(plane1)

③ 아래 그림처럼 동체에서의 스케치를 복사해서 붙임

④ sketch module에서 빠져나감


-평면 상부 Wireframe 생성

①ZX 평면선택

②우측 그림과 같은 spline 생성

③spline 구속

④sketch module에서 빠져나감

-평면 하부 Wireframe 생성

①ZX 평면선택

②우측 그림과 같은 spline 생성

③spline 구속

④sketch module에서 빠져나감


-기수 끝 부분 wireframe 생성

① ZX 평면선택

② 각 성분의 구속 기준선을 생성

③ 좌측 그림과 같은 spline, line 생성

④ spline, line 구속

⑤ sketch module에서 빠져나감


-측면 Wireframe 생성

① 동체 아래쪽 점을 기준으로 평면 생성(plane2)

② plane 2를 기준으로 1.737m offset 평면 생성

(plane3)

③ Plane3 평면선택

④ 우측 그림과 같은 spline 생성

⑤ spline 구속

⑥ sketch module에서 빠져나감

<Plane 생성>-Parallel through point-평면을 생성시키는 옵션 중하나로 임의의 한 점을 포함하고 기준평면에 평행한

평면을생성시키는 옵션이다.


-Windshield wireframe 생성

windshield 부분의 형상은 그림과 같이 곡면이 아닌 평면으로 이루어져 있고 또한, 창틀이 직선으로 구성되어 있어 전체적으로 곡면으

로 이루어져 있는 기수 부분과 매우 다른 형상을 갖고 있으므로 기수부분과는 별도로 wireframe 을 형성시켜야 한다.

Windshield가 평면이고 틀이 직선임을 볼 수 있다


-Windshield 상단 wireframe 생성

①평면 상부 wireframe의 끝 점을 기준으로 평면 생성

(plane4)

② Plane4 평면선택

③ 우측 그림과 같은 line 생성

④ line 구속



-Windshield 하단 wireframe 생성

①상단 windshield wireframe 좌측 point, 기수 끝 상단 point,

기수 끝 하단 point 세 점을 이용해 평면 생성( windshield 가

평면이므로 세 꼭지점은 평면상에 있다)

(plane5) ; 포인트 순서에 주의한다.

② Plane 5 평면선택


④ line 구속


<Plane 생성>- Through three point-평면을 생성시키는 옵션 중하나로 세 점을 포함하는

평면을 생성시키는 옵션이다.


-Windshield 측면 wireframe 생성(1)

①하단 windshield wireframe의 좌측 두개의 point,

상단 wireframe point, 세 점을 이용해 평면 생성

(plane6) ; 포인트 지정 순서에 주의


③ 좌측 그림과 같은 line 생성

④ line 구속



-Windshield 측면 wireframe 생성(2)

①측면 windshield wireframe(1)의 좌측 두개의 point,

상단 wireframe point, 세 점을 이용해 평면 생성

(plane7)



④ line 구속


PART PART ⅡⅡ. . 기수기수 부분부분 모델링모델링 ( STEP ( STEP ⅡⅡ))

2. 형상의 특성이 유사한 영역을 설정 surface 생성

-Surface 생성시 주로 사용되는 명령은 loft를 사용하게 된다.

-loft명령은 특성 상 유사한 형상을 생성시키는 데 용이하다. 그러므로 형상의 변화가 일정한 영역을 설정 각 부분을

생성시킨다.

-Windshield 부분과 같이 매우 급격한 형상의 변화를 갖는 영역을 형상 모델링의 기준 영역으로 설정하는 것이 전체

모델링을 생성시키는 데 적합하다.

-Windshield 부분은 Fill 명령을 사용하여 surface를 생성시킨다.

ⅰ

ⅵ

ⅴ

ⅳ

ⅲ

ⅱ

<Surface 생성 순서>

ⅶ


-Surface Ⅰ생성① surface를 생성시키기 위한 sketch 형성

-평면 상부 wireframe 과 상부 windshield wireframe을 이용하여

sketch 생성

㉠ 오른쪽 그림과 같이 상부 windshield wireframe의 점을 이용하여

평면을 생성(plane8,9)

㉡생성된 평면(plane9)에 다음과 같은 sketch를 생성

ㄱ. 원점에 수직방향으로 일직선 상에 있는 임의의 point 생성

ㄴ. Sketch module에서 빠져나감

㉢Projection 명령을 이용하여 위 과정에서 생성된 point를 평면 상부

Wireframe에 point를 생성

<Projection>임의의 한 점이나 직선을 임의의

한 직선이나 평면에 투영된 점이나직선으로 생성시키는 명령

Plane8 <- yz 평면

Plane9 <- plane8

Option

투영할 성분

투영될 성분

투영방향


-Surface Ⅰ생성

㉣ plane9 평면에 오른쪽 그림과 같은 sketch 생성

ㄱ. Spline 생성

ㄴ. Spline 의 양 끝 점을 오른쪽 그림과 같이

point(windshield frame point, projected point)에 구속

ㄷ. Spline 구속

ㄹ. Sketch module에서 빠져나감

㉤ 상부 windshield frame 을 이용 sketch 생성

ㄱ. 3차원 line 생성

<3D line>Sketch module을 통하지 않고Wireframe & Surface designModule의 workspace 상에서

Line wireframe을 생성시키는 데사용되는 명령


-Surface Ⅰ생성②surface를 생성시키기 위한 guide curve 생성

-loft를 통해 surface를 생성시킬 경우 외부 경계를 설정하고

경계의 형상을 결정하는 데 guide curve가 사용된다.

㉠두 sketch 사이의 평면 상부 wireframe 곡선 상에 point 생성

-기준이 되는 wreframe 의 형상을 생성하기 위해 3차원 spline

곡선을 생성시키기 위한 성분

㉡3차원 spline 곡선 생성

-sketch의 양 끝 point와 위 과정을 통해 생성된 point 를

3차원 spline 곡선으로 생성

<3D point>Wireframe & Surface designModule의 workspace 상에서

Point를 생성시키는 데사용되는 명령

<3D spline>Wireframe & Surface designModule의 workspace 상에서

spline wireframe을 생성시키는 데사용되는 명령


-Surface Ⅰ생성

③ loft 명령을 통한 surface 생성

-위 과정들을 통해 생성된 2개의 sketch와 1개의 guide curve

를 이용해서 surface 생성

④ 생성된 surface의 대칭성분 생성

-동체 중앙을 기준으로 양 쪽이 symmetry를 이루므로 위 과정에서

생성된 surface를 ZX plane을 기준으로 symmetry 생성

⑤ Surface Ⅰ부분 생성 완료


-Surface Ⅱ생성① surface를 생성시키기 위한 sketch 형성

-평면 상부 wireframe 과 상부 windshield wireframe을 이용하여

sketch 생성

㉠오른쪽 그림과 같이 상부 windshield wireframe의 점을 이용하여

평면을 생성(plane10)

㉡생성된 평면에 surface Ⅰ생성에서 사용헀던 과정(projection)을

통해 평면 상부 wireframe 에 point 생성

㉢plane10 평면에 오른쪽 그림과 같은 sketch 생성

ㄱ. Spline 생성

ㄴ. Spline 의 양 끝 점을 point(windshield frame point, projected

point)에 구속

ㄷ. Spline 구속



-Surface Ⅱ생성㉣오른쪽 그림과 같이 상부 windshield wireframe의 점을 이용하여

평면을 생성(plane11)

㉤생성된 평면에 surface Ⅰ생성에서 사용헀던 과정(projection)을

통해 평면 상부 wireframe 에 point 생성

㉥plane11 평면에 오른쪽 그림과 같은 sketch 생성

ㄱ. Spline 생성


point)에 구속

ㄷ. Spline 구속



-Surface Ⅱ생성②surface를 생성시키기 위한 guide curve 생성

-위 2개의 sketch와 surface Ⅰ의 sketch의 가장자리의 point를

이용하여 3D spline을 생성하고, 상부 windshield wireframe의

point를 이용하여 3D polyline을 생성시킨다.

㉠3D spline 곡선 생성

-sketch의 양 끝 point들을 연결하는 3D spline 생성

㉡3D polyline 생성

-상부 windshield wireframe 의 point를 이용햐여 3D polyline

생성

<3D polyline>Wireframe & Surface designModule의 workspace 상에서

다중 직선 wireframe을 생성시키는 데사용되는 명령


-Surface Ⅱ생성


-위 과정들을 통해 생성된 2개의 sketch와 surface Ⅰ의

sketch 1개 등 총 3개의 sketch 와 위 과정을 통해 생성된

2개의 guide curve를 이용해서 surface 생성




⑤ Surface Ⅱ부분 생성 완료


-Surface Ⅲ생성① surface를 생성시키기 위한 sketch 형성

-기수 끝 wireframe 과 측면에 새로운 wireframe을 생성 이를 기준으로

surface를 생성하는 것으로, 형상이 매우 복잡하여 이를 생성시키기 위해

사용되는 wireframe 또한 매우 복잡한 과정을 통해 생성된다.

㉠disassemble 명령을 이용하여 기수 끝 wireframe을 두 개의 성분으로

분해

㉡windshield 하부 프레임의 point를 이용하여 plane 생성(plane12)

㉢측면 wireframe 곡선 상에 projection point 생성

㉣plane12 평면에 오른쪽 그림과 같은 sketch 생성

ㄱ. Spline 생성


point)에 구속

ㄷ. Spline 구속


㉡


-Surface Ⅲ 생성㉤ 위 과정에서 생성된 projection point를 ZX plane 을 대칭으로 하는

symmetry point를 생성한다.

㉥ projection point, symmetry point, 기수 끝 wireframe의 끝점을 이용

plane을 생성(plane13)

㉦plane 61 평면에 오른쪽 그림과 같은 sketch 생성

ㄱ. Spline 생성


point)에 구속

ㄷ. Spline 구속



-Surface Ⅲ 생성㉧ 하부 windshield wireframe 두 점 간에 3D line 생성

㉨ 위 과정에서 생성된 기수 끝 부분 곡선과 측면에 생성한

곡선에 오른쪽 그림과 같은 point 형성

- 기수 끝 부분이나 측면 곡선 한 성분에 먼저 임의의 point

를 생성한 후 front view로 변환 나머지 한 성분에 point를

생성시킨다. 이는 형상이 복잡하여 형상을 나타낼 수 있는

wireframe을 생성시키기 위한 것이다.

- 혹은 위에 찍은 점과 평행한 평면을 만들고 싶다면 프로젝트 명령어를

이용한다.


-Surface Ⅲ 생성㉩ 측면 곡선에 생성된 각 point를 symmetry 명령을 사용하여

symmetry point를 생성하고 기수 끝 곡선에 생성된 point와

각 평면을 생성(Through three points)

㉪ 위 과정에서 생성된 평면에 오른쪽 그림과 같은 sketch를

생성(총 4개의 sketch 생성)


-Surface Ⅲ 생성

㉫ 위 과정에서 생성된 총 6개의 wireframe에 일정 간격의

point를 생성

-point 생성은 surface의 guide curve를 생성하기 위한

기준을 위한 것으로 각 point를 생성할 때 3D spline이

생성되기 적합하도록 해야한다.

㉬ 위 과정에서 생성된 point를 기준으로 3D spline을 생성


-Surface Ⅲ 생성

②loft 명령을 통한 surface 생성

-위 과정들을 통해 생성된 6개의 sketch중 5개의 wireframe 과


③생성된 surface의 대칭성분 생성



④Surface Ⅲ 부분 생성 완료


-Surface Ⅳ생성① surface를 생성시키기 위한 sketch 형성

-Surface Ⅲ의 측면 wireframe과 새로운 2개의 wireframe을 생성

시키고 2개의 guide curve를 생성 이를 이용하여 surface를 생성

한다.

㉠하부 windshield wireframe의 point를 이용하여 plane을 생성

(plane18,19) parallel through point ; yz 평면

㉡생성된 평면에 surface Ⅰ생성에서 사용헀던 과정(projection)

을 통해 평면 상부 wireframe 에 point 생성

㉢plane18,19 평면에 오른쪽 그림과 같은 sketch 생성

㉣위 과정과 같은 방법으로 plane을 생성하고 sketch 생성


-Surface Ⅳ 생성② surface를 생성시키기 위한 guide curve 생성

-위 2개의 sketch와 surface Ⅲ의 sketch의 가장자리의 point를

이용하여 3D spline을 생성하고, 하부 windshield wireframe의

point를 이용하여 3D polyline을 생성시킨다.

㉠ 3D spline 곡선 생성

-sketch의 양 끝 point들을 연결하는 3D spline 생성

㉡ 3D polyline 생성

-하부 windshield wireframe 의 point를 이용햐여 3D polyline

생성


-Surface Ⅳ 생성


-위 과정들을 통해 생성된 2개의 sketch와 surface Ⅲ의

sketch 1개 등 총 3개의 sketch 와 위 과정을 통해 생성된





⑤ Surface Ⅳ부분 생성 완료


-Surface Ⅴ 생성

① surface를 생성시키기 위한 sketch 형성

-Surface Ⅱ,Ⅳ의 측면 wireframe과 windshield wireframe의 끝

부분 wireframe을 join 명령을 통해 하나의 wireframe을 생성하고,

partⅠ의 surface에 새로운 wirefame을 생성하여 이를 surface의

sketch 로 사용한다. Guide curve는 평면 상부 wirefame 과 측면

wireframe 을 기준으로 생성시킨다.

㉠windshield wireframe의 끝 부분에 오른쪽 그림과 같이 3D

line을 생성

㉡Surface Ⅱ,Ⅳ의 측면 wireframe과 windshield wireframe의

끝 부분 wireframe을 하나의 wirefame 으로 생성


-Surface Ⅴ 생성㉢상부 wireframe 상에 plane생성

㉣ 그 plane에 오른쪽 그림과 같은 sketch생성


-Surface Ⅴ 생성㉦part Ⅰ의 surface edge 부분에 오른쪽 그림과 같이 point

들을 생성(동체 단면과 동일한 형상의 wireframe 생성 기준

점을 생성하기 위한 과정)

간단하게 를 사용해도 된다.

㉧위 과정에서 생성된 point들과 상부 wireframe, 측면 wire

frame 의 끝점을 연결하는 3D spline 생성


-Surface Ⅴ 생성

②surface를 생성시키기 위한 guide curve 생성

-위 3개의 sketch 가장자리의 point와 만나고 평면 상부 wireframe,

측면 wireframe과 만나는 3D spline 을 생성한다.

㉠평면 상부 wireframe 상의 point 와 3개의 sketch 가장자리 point를

연결하는 3D spline 곡선 생성

㉡측면 wireframe 상의 point 와 3개의 sketch 가장자리 point를

연결하는 3D spline 곡선 생성


-Surface Ⅴ 생성

③loft 명령을 통한 surface 생성

-위 과정들을 통해 생성된 3개의 sketch와 위 과정을 통해 생성된


④생성된 surface의 대칭성분 생성



⑤Surface Ⅳ부분 생성 완료


-Surface Ⅵ 생성


-Surface Ⅲ, Ⅳ,Ⅴ의 하부 wireframe들을 join 명령을 통해 하나의

wireframe을 생성하고, 평면 하부 wirefame을 이용하여 surface를

생성시킨다.

㉠ Surface Ⅲ, Ⅳ,Ⅴ의 하부 wireframe들을 join 명령을 통해

하나의 wireframe을 생성

㉡평면 하부 wireframe을 join 명령을 통해 새로운 하나의

wireframe으로 생성


-Surface Ⅵ 생성

②surface를 생성시키기 위한 guide curve 생성

-위 2개의 wireframe 사이에 형상을 적합하게 생성하기 위해

guide curve를 생성한다.

㉠surface Ⅵ 에서 생성된 plane 평면을 이용하여 앞선

과정에서 생성된 2개의 wireframe에 point를 생성

㉡오른쪽 그림과 같은 sketch 생성


-Surface Ⅵ 생성㉢ part Ⅰ의 surface edge 부분에 오른쪽 그림과 같이 point

들을 생성(동체 단면과 동일한 형상의 wireframe 생성 기준

점을 생성하기 위한 과정)

㉣ 위 과정에서 생성된 point들과 하부 wireframe, 측면 wire

frame 의 끝점을 연결하는 3D spline 생성


-Surface Ⅵ 생성

③loft 명령을 통한 surface 생성

-위 과정들을 통해 생성된 3개의 sketch와 위 과정을 통해 생성된





⑤Surface Ⅵ 부분 생성 완료


-Surface Ⅶ 생성


-Surface Ⅶ는 앞서 생성시킨 surface들과는 달리 fill 명령을 통해

surface를 생성시킴으로 위 과정과는 다른 방식으로 wireframe을

생성시킨다.

㉠ windshield wireframe을 disassemble 또는 3D line 을 통해

각 성분으로 생성

3D line 을 이용한 wireframe 생성

disassemble 을 이용한 wireframe 생성


-Surface Ⅶ 생성

③fill 명령을 통한 surface 생성

-앞선 과정에서 생성된 각 성분들로 이루어진 windshield

wireframe 을 이용하여 오른쪽 그림과 같이 surface 생성




⑤Surface Ⅵ 부분 생성 완료

PART PART ⅡⅡ. . 기수기수 부분부분 모델링모델링 ( STEP ( STEP ⅢⅢ))

3. 형상 생성이 마무리 된 후 사용된 명령 및 construction element를 삭제

-형상 생성이 마무리 된 후 생성에 사용된 명령어 및 참조 성분을 삭제 하므로써 user bug를 줄이고 또한 data 용량을

줄이는 과정이다.

-surface model은 주로 solid model을 생성시키기 위한 construction model 이다.

-parametric model을 통해 수정이 요구되는 경우 이 과정을 수행하지 않는다.

<Before> <After>

PART PART ⅡⅡ. . 기수기수 부분부분 모델링모델링 ( STEP ( STEP ⅢⅢ))

①다른 이름으로 저장

②저장된 파일의 모든 모델 성분 선택

③Disassemble 과정 수행

④Work-tree 상에서 surface 외의 모든 성분 삭제

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