ABAQUS Contact Pair (Keyword)

이번에는 Abaqus Contact Keyword로 말을 하려고 합니다.

기존에 Abaqus CAE를 사용하여 이 부분에 대한 과정을 진행하였습니다. 사실 CAE로 진행되어 지는 부분이 과정에 대한 설명이 아니라 적용된 이론에 대한 설명이 대부분이여서 도움이 되었는지 잘 모르겠습니다. 아무튼 이번에는 Keyword 설명으로 GUI 방식으로 사용하는 부분이 아닌 것과 같이 과정에 대한 전체적인 설명을 하려고 합니다.

일단 기존에 포스팅에서도 나타나듯이, Contact에는 크게 두가지가 있습니다. Contact Pair와 General Contact인데, 이것의 기준은 수동, 자동이라고 생각하시는 분들이 많을 것 같습니다. 그것도 맞는 말입니다. 왜냐하면, 보통 복잡한 모델에서 Contact면이 어디에 위치해야하는지 정확히 모를때, General Contact을 사용해서 Contact을 설정해줍니다. 반대로 Contact Pair는 확실한 부분에서 선택해주는 방식으로 Master면과 Slave면을 직접 선택해주는 기능을 가지고 있습니다. 이렇게 두가지의 Contact기능에서 이번에는 Contact Pair를 설명하려고 합니다. (기존의 CAE에서 Surface to Surface Contact과 같습니다.)

먼저,Keyword 부분에서 설명했던것과 같이 Inp 파일 구성을 Node, Element, Assembly, Step 순서대로 쓰여집니다.

여기서 Contact의 정의는 Step 바로 이전이나 Step과 End Step 안에 정의가 되어져야 정상적으로 Inp파일이 Run이 되어지게 됩니다.

*Contact PAIR, Interaction="surface interaction", type=surface to surface

slave_surface, master_surface

위와 같은 Keyword를 위에 설명된 위치에 넣어주면 Contact 기본 정보가 들어가게 된다.

이것에 대해서 조금 설명하자고 한다면, type은 Surface to Surface와 Node to Surface 두가지가 있다. Mesh 크기에 따라서 조금 차이가 있지만, Node to Surface가 조금 침투에 대한 허용이 많다고 할 수 있으며, 이를 줄이기 위한 방법으로는 10번 포스팅을 참조하면 될 것 같다. 또한, Interaction은 접촉할때의 옵션을 설정해줘야한다. 예를 들어 마찰력을 설정해준다고 생각하면 더 좋을 것 같다.

위에 설정된 부분 말고도 Adjust와 sliding 옵션이 있다. 

Sliding 옵션에는 Finite Sliding과 Small Sliding 옵션이 있는데, 이 부분의 차이는 움직임 양이라고 판단할 수 있다. 먼저, 외력을 주었을때, 접촉하는 면에서 Element 사이즈 하나 이상을 움직이지 못한다고 생각하면 Small Sliding 옵션을 사용하고, 예상할 수 없는 움직임 양이라고 판단되면 Finite Sliding을 주어야 한다. 그리고 당연히 Small Sliding 옵션을 설정해준 부분이 해석 속도는 빠르다.

Adjust는 Master를 기준으로 Slave의 node의 변화를 주어 Contact 해석을 원활하게 해주지만 node의 변화가 Strain을 발생시키지는 않게 하는 옵션을 말한다. 하지만 adjust 계수값을 과도하게 적용하면, mesh가 과도한 변형을 일으켜 오히려 해석의 진행을 막는 역할을 한다.

*surface interaction, name="surface interaction"

*friction

0.1

*surface behavior, pressure-overclosure=hard

Contact Pair를 설정해주면 Interaction 부분을 넣어줘야하는데, 그 부분이 바로 위에 글상자에 나타난 것처럼 저렇게 정의를 해주어야 한다.

가장 기본적인 Friction을 설정해준 부분이고, 그 외에도 Friction 설정에도 Decay 옵션과 같이 다양한 정의를 할 수 있는 부분이 생긴다. 이것은 추후에 기회가 생기면 다시 설명 할 수 있도록 하겠고, Friction이 정의되어진 아래 부분에는 overclosure가 설정된 부분이 있다. 이 부분에 대한 설명도 10번 포스팅을 참조하면 될 것 같다.

Contact Pair 포스팅 끝!