ABAQUS 기초 교육 - Inertia relief 적용 방법

ABAQUS 해석을 위한 Main 사진

오늘은 기초 교육과정으로 Inertia Relief라는 기능에 대해서 설명하려고 합니다. 해석을 배우게되면, 처음에 대부분의 교수님들은 외팔보를 그리면서 한쪽 면을 고정시키고, 다른 면에 외력을 적용하여 변형에 대한 설명을 시작합니다. 하지만, 오늘 포스팅할 Inertia Relief라는 기능을 사용하게 되면, 고정부 없이 해석이 가능합니다. 그래서 오늘의 포스팅을 Inertia Relief를 이용한 배관 내압해석에 대해서 소개하겠습니다.

배관 해석 수행

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배관 및 내압 적용 모델

배관해석은 ABAQUS를 이용하여 아래 순서대로 진행하였습니다.

• 배관 모델링 수행
• 물성 입력 ( Density=9.1E-10, Young's Modulus=1325MPa, Poisson's Ratio=0.3)
• 정적 해석 (Static Analysis) 정의
• 내압 (0.1bar) 정의
• Inertia Relief 조건 정의

사실 위와 같은 방법을 적용하는 것은 ABAQUS 기초 Tutorial에서도 쉽게 볼 수 있기에 누구나 쉽게 따라할 수 있다. 그래서 위에서 간단하게 문장으로만 조건을 묘사하였으며, 이를 통해 나온 결과는 아래와 같은 응력(Stress) 및 변위(Displacement)를 볼 수 있다.

ABAQUS 배관 해석 결과

결과에서 볼 수 있듯이 배관 외부에 고정된 부분이 없기에 배관 외관적으로는 응력이 집중된 부분이 보이지 않고, 오로지 내압에 의해서만 위와 같은 결과를 도출한 것을 알 수 있다.

Inertia Relief 원리 소개

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위 해석에서 사용한 Inertia Relief는 구속을 적용하지 않아도 해석이 수행될 수 있도록 도와주는 기능이다. 여기서, Inertia Relief 원리는 지정된 RF(Reference Point) 기준으로 외부 하중을 강체 운동 가속도로 변환을 하여, 각 노드에서의 하중을 계산한다. 이후, 각 노드에 적용된 힘의 합력이 평형을 이루어지게 수렴하는 과정을 거쳐 최종 결론을 도출한다. 이를 통해 위와 같은 응력 및 하중 도출을 할 수 있으며, 간단한 모델에서 많이 사용한다.