ABAQUS General Contact Analysis (CAE)

이번에 포스팅 할 부분은 General Contact CAE 부분입니다.

Contact Pair와 General Contact의 구분은 이전 포스팅 부분을 참조하시면 될 것입니다.

또한, 이후에 유투브에 업데이트 되면 바로 영상은 첨부할 수 있도록 하겠습니다. 기존 CAE 부분에서도 동영상이 업데이트 안된 부분도 같이 올리도록 하겠습니다.

일반적으로 CAE 기준으로 봤을때, Contact Pair를 사용했을때 Standard에서는 Kinematic, Penalty Method 두개 다 사용 가능하지만 Explicit에서는 Penalty 만 사용가능합니다. General Contact은 Penalty Method를 사용하므로 Implicit, Explicit 두 곳 모두에서 사용을 할 수 있다. 

또한, Penalty Method의 장점으로는 다른 Constraints 조건과의 충돌로 인한 문제가 적으며, Kinematic Method와 비교했을때보다 Rigid와 Shell Contact이 들어간 Pinch Contact (Abaqus Documentation 참조)를 할때 훨씬 더 적절합니다. 또한, General Contact에서 Penalty는 어느 정도 침투를 허용한다는 부분 정의를 가지고 있는 Method인데, 이 어느정도를 어떻게 설정하는 지는 Time Increment Size에 의해서 설정이 되어진다. 그래서 Penalty Method의 Stiffness는 Time Increment Size의 4%의 영향을 가지고 있다.

그러나 위의 Penalty Stiffness는 지극히 일반적인 부분이고, Contact Penetration이 상당하다면, Penalty Stiffness가 증가되어지게 된다.

이렇게 증가되는 부분의 원인이 되는 부분은 1. displacement-controlled loading 2. highly confined regions 3. Coarse Mesh 4. Purely elastic respon 이라고 생각할 수 있다.

(ABAQUS / EXPLICIT : Advanced Topic Reference 사용)

마지막으로 General Contact을 적용했을때, Overclosure가 발생하는 Mesh 형태에서 어떻게 진행되는지 설명할 것이다.

먼저, 왼쪽 그림은 Overclosure가 발생하는 Mesh 형태이며 Penetration 현상이 보이는 부분이며, 오른쪽은 이 부분이 해결되어진 부분이다.

일반적으로 General Contact Domain에서는 Initial Overclosure가 허용되지 않으며, 변형이 적용되지 않으면서 Node를 조정하여 Initial Penetration 부분을 제거한다는 것이 특징입니다. 그 이후로는 새로 적용되는 Boundary Condition에 변화에 따라 Penetration이 발생하면, Initial에서 적용된 것처럼 Node를 따로 조정하여 Penetration을 막지는 않고, Penalty contact force나 침투를 무시하는 부분으로 나타나게 됩니다.

여기까지 General Contact에 대한 포스팅을 마치겠습니다.