ABAQUS CONTACT 계산

안녕하세요

이번 포스팅에는 Contact 부분에 대해서 설명을 드리려고 합니다.

Abaqus Contact에서는 아래와 같은 방식으로 Contact을 시도합니다.

먼저, Master Surface와 Slave Surface에서의 Contact State를 측정하게 됩니다. 이는 Slave Surface에 포함되어 있는 Node와 Master Surface의 수직인 부분과 직각을 이루게 부여가 되며, 이를 Contact State로서 Contact Opening 상태와 Contact Close 상태를 측정하게 됩니다.

두번째로 Contact Opening이 발생할 경우에는 Constraint 조건을 제거하는 방식으로 진행이 됩니다. 반대로 Contact Close 상태에서는 접촉에 대한 Constraints를 적용하며 Contact 계산을 수행하게 됩니다. 이런 계산의 수행 방식은 Node to Surface일때와 Surface to Surface일때 조금 다른 방식으로 계산을 진행하게 됩니다.

Node to Surface Contact : 

   - Strict master/slave formulation을 사용하여 Contact을 수행

   - Slave Node와 Master Node를 이용하여 삼각형을 형성 (Slave Node와 Master Surface의 거리를 측정하기 위함)

   - Node에서의 Contact Force를 이용하여 CPRESS를 사용하는데 이용하며 이는 가속도, 속도, 변위, 응력을 구하는 방식과 비슷함

Surface to Surface Contact :

   - Slave Surface의 Node와 Master Surface의 Facet을 이용하여 여러 중첩된 삼각형을 형성하며 Contact State를 판단

   - 접촉에 있어서 중첩되는 삼각형이 있는 곳은 평균 가중법을 이용하여 해석을 수행

   - Node to Surface Contact에 비해서 Contact Pressure의 해는 정확하지만, 수렴이 어려움

세번째로 Contact의 상태 및 모델의 변형 정도에 따라 상태가 바뀜을 도입시킵니다.

일반적으로 마찰계수도 Isotropic의 상태로 도입할 수도 있지만, Slip1과 Slip2를 나눠서 도입하거나 Stick, Slip으로 나눠서 적용하는 부분이 있습니다. 이것 또한 Contact 상태의 변형에 포함되어지기 때문에 상태 변화를 점검하는 과정을 거칩니다.

마지막으로 보존성을 검사하는 단계를 거쳐서 한번의 계산 과정에서의 알고리즘은 끝나게 됩니다.

이 이후에 적용되는 Finite Sliding과 Small Sliding, Normal/Tangential Behavior의 옵션은 추후 포스팅에 같이 추가하도록 하겠습니다.