“설계와 해석의 경계를 없애다: CAD + CAE 융합 실무”

🧠 CAD + CAE 연계 해석이란?

CAD(설계)와 CAE(해석)를 하나의 통합 환경 또는 연동 시스템으로 운영하는 방식

• CAD: 제품의 형상/치수/재료 정보를 담은 설계 도면
• CAE: 제품의 응력, 진동, 열전달, 유동 등 물리적 거동을 예측하는 해석 툴

👉 설계와 해석을 연결함으로써:

• 설계 중간에 바로 성능 검토
• 해석 결과 기반으로 설계 수정
• 제품 완성도 대폭 향상

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📌 왜 필요한가요?

기존 방식통합 방식

CAD와 CAE를 따로 돌림	CAD에서 바로 CAE 분석
형상 수정 시 매번 새로 불러오기	실시간 연동으로 반복 수고 ↓
부서 간 협업 지연	엔지니어 1인이 설계+해석 가능
에러가 테스트 단계에서 발견	설계 초기부터 검증 가능

👉 개발 속도 향상 + 품질 개선 + 원가 절감

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🏭 주요 적용 분야

산업 분야활용 예시

기계/자동차	부품 강도 해석, 진동 검토, 내구성 분석
항공우주	고온/고하중 해석, 피로 수명 예측
전자	발열 시뮬레이션, 회로 방열 설계
건축/토목	구조물 응력 분석, 지진 대응 해석
조선	유동 해석, 선체 구조 검증
의료	인공관절 강도/변형 해석

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✅ 장점 vs ❗ 단점

장점단점

설계 초기부터 품질 확보 가능	학습 곡선이 있음 (툴 복잡)
반복 설계-해석-최적화 가능	고사양 컴퓨터 요구
인력 1인이 설계+해석 가능	숙련되지 않으면 오해석 위험
개발 시간 단축	실측 실험 대체는 불가

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🧰 주요 CAD + CAE 연계 소프트웨어

툴특징

SolidWorks + Simulation	설계와 해석 연계가 매우 간단, 교육용/입문자에 적합
Fusion 360	CAD, CAM, CAE가 한 툴에 통합, 클라우드 기반
ANSYS Discovery	설계자가 빠르게 해석 결과 확인 가능
PTC Creo + Simulate	고급 기계 설계용, 파라메트릭 기반 해석 연계
Siemens NX	대형 산업군에서 사용하는 고급 통합 플랫폼

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🧪 수업 or 프로젝트 아이디어

활동 유형예시 과제

[실습]	SolidWorks Simulation으로 브래킷에 하중 부여 → 응력/변형 해석
[탐구]	동일 부품의 두께에 따른 응력 변화 비교
[문제해결형]	"깨지지 않게 하면서 재료는 최소한으로 쓰는 부품을 설계하라"
[프로젝트]	실제 기계 요소(기어/암 등) 설계 + 해석 + 리디자인 과정 수행
[융합수업]	CAD 수업 + 구조역학 기초 + 해석 실습 연계