ABAQUS ELEMENT TYPE 02

어제 개제한 TIP인 ELEMENT TYPE에 이어 발생될 수 있는 오류에 따른 극복 방안에 대해서 포스팅을 하려고 합니다.

먼저 앞의 포스팅에서는 Reduced Integration과 Full Integration Element에서 나타날 수 있는 Error와 이를 극복할 수 있는 방법에 대해서 포스팅을 했습니다. 앞에 포스팅에 대한 Error 내용은 Hourglass mode와 Shear Locking 부분이였습니다. 잘 아시는 분들도 많겠지만, 혹시 기억 안나시는 부분들을 위해 Element Type 01의 포스팅을 참고하시면 될 것 같습니다.

 위에 링크에서 볼 수 있듯이, Shear Locking에 이어서 Volumetric Locking을 Full Integration Element에서 볼 수 있습니다. 이것은 비 압축성 재질의 해석에서 많이 발생하게 됩니다. Volumetric Locking이 발생하면 형상적으로는 Hourglassing Mode와 비슷한 형상을 관찰할 수 있습니다. 이것도 비슷하게 모래시계 형상이랑 같게 나타나지만 적분점에서의 Zero-Strain이 발생하지는 않습니다. 그렇기 때문에, Hourglass 모드와 차이가 있다고 설명할 수 있습니다. 또한, Volumetric Locking이 발생하는 부분은 발생하는 부분은 아래 글에서 알 수 있습니다.

< 비탄성 변형에 의한 문제 >

먼저, 비탄성 변형은 크게는 탄성과의 반대라고 생각하시면 될 것 같습니다.

탄성은 응력에 따라 그에 따른 변형이 생기고 탄성구간 내에서는 원래의 상태로 돌아가는 성질을 가지고 있습니다. 하지만 탄성 한계를 넘게 되면 원래대로 돌아오지 못하게 됩니다. 이를 소성이라고 합니다. 비탄성은 재료가 점성을 가지고 있거나, 크리프와 같은 성질을 가지고 있는 것 등이 있습니다.

이와 같은 재질을 사용한 해석에서는 Full Integration을 사용하게 되면 Volumetric Locking이 발생하게 되며, 피하기 위해서는 Reduced Integration이나 Hybrid Element Type을 선택하여 이 방안을 해결할 수 있습니다.

 앞에서도 언급했지만, Element의 Type을 선택하는 것은 사용자의 능력입니다. 각 해석에서의 오류를 찾아내고 그것을 극복할 수 있는 Element Type을 선택하여 사용하는 것이 중요할 것 같습니다. 이를 잘 선택하기 위해서는 처음 해석을 돌렸을때, Error를 판단할 수 있는 능력과 그 극복방안을 잘 아시는 분이 잘 선택하시기에 Tip 부분을 잘 읽어보시면 될 것 같습니다.