ABAQUS Rigid Body (CAE)

안녕하세요 오늘 포스팅할 부분은 Rigid Body 부분입니다.

일반적으로 Rigid Body는 압연, 압출과 같은 해석의 롤러 부분에 많이 사용이 되어집니다. 왜냐하면, 일반적으로 성형 가공을 하는 곳에서의 프레스나 롤러의 변화가 중시되는 것도 아니며, 다른 성형품의 응력 변화 또는 잔류응력에 촛점을 맞추기 때문에 롤러나 프레스는 Rigid Body를 성형품에는 변형이 가능한 상태의 파트를 사용합니다. 그 외에도 자동차 충돌이나 타이어의 지면과의 관계에서 Contact Pressure를 표현할 때도 많이 사용합니다.

위와 같이 공정 과정에 많이 쓰이는 Rigid Body를 CAE에서는 어떻게 적용할 수 있는지 소개하도록 하겠습니다.

먼저 아래 나와있는 사진과 같이 Part Tab에 들어가면 두가지의 Rigid Type이 존재한다. 첫번째는 Discrete Rigid이고, 두번째는 Analytical Rigid입니다.

이 두개를 나누는 기준은 아래 사진과 같습니다. (아래 사진 중 오른쪽 사진은 다쏘시스템 블로그에서 퍼왔습니다.)

Discrete Rigid Body는 Element의 형태를 꼭 가지고 있어야하는 Rigid Body 형태이나 Analytical Rigid Body는 곡선이나 직선으로 이루어지거나 Surface로서 이루어진 강체 형태를 말합니다. 그래서 만약에 롤러의 형태를 Rigid Body Option을 적용한다고 하면, Discrete Rigid에 비해서 Analytical Rigid가 더 작은 Geometric 형상의 오차를 갖습니다. 하지만, Discrete Rigid도 Fine한 Mesh를 형성한다면 오차율을 줄일 수 있습니다.

이러한 Rigid Body Option을 어떻게 CAE에서 설정할 수 있는지에 대한 과정에 대해서 설명드리도록 하겠습니다.

1. 위에서 설명한 것과 같이 Discrete Rigid나 Analytical Rigid의 모델을 가지고 있다면, Interaction-Create Constraint의 아이콘을 선택해줍니다.

2. 아래 사진에서처럼 Type을 Rigid Body를 선택해줍니다.

3. Region Type에 Body(element)는 Discrete Rigid 상태일 때 선택을 하고, Analytical Surface는 Analytical Rigid일때 선택을 한다.

4. Reference Point를 선택해준다. (Adjust Point to center of mass at start of analysis의 문구는 무게중심으로 Reference Point를 옮긴다는 말이다.)

위와 같은 방법으로 원통을 Rigid Body를 설정을하고 압연의 과정을 실시해보면, 아래와 같은 형상을 얻을 수 있다. 이러한 과정은 Reference Point에 회전을 주며, 헥사 메쉬는 한쪽방향으로 Boundary, type=velocity를 통해 이동을 시켜주는 과정이다. 

이러한 과정들은 추후에 Youtube에 동영상이 업로드를 시키면서 같이 링크를 시키도록 하겠습니다.

이상으로 Rigid Body 포스팅을 마치겠습니다.