ABAQUS 기초 CAE BEAM 01

이번 포스팅은 처음 하는 것이기 때문에, 기초부터 차근차근 진행해보려고 합니다.

(저도 차근차근 처음부터 공부해가면서 기초로 돌아가서 하려고 합니다.)

ABAQUS 뿐만 아니라 그 이외의 프로그램에서도 제일 쉽게 할 수 있는 BEAM ANALYSIS를 진행하려고 합니다.

먼저 시작하기 전에 아래 링크에서와 같이 BEAM을 구성하고, 그것에 따른 외력조건을 어떻게 주는지, 물성 재질 정보를 어떻게 넣는지에 대한 부분이 자세하게 나와있기 때문에, 처음에는 동영상을 보고 따라해보시는게 좋을 것 같습니다.

BEAM ANALYSIS MEDIA

⇒ ABAQUS를 이용한 BEAM ANALYSIS를 시도하는 과정을 동영상으로 하나하나 나타냈습니다.

Youtube 동영상입니다.

 https://youtu.be/g97jkxJZdVs

동영상에서도 알수 있겠지만 전체적인 과정에 대해서 약간의 설명이 필요할 것 같아 사진과 더불어 간단하게 설명을 써두겠습니다.

1. PART

      

간단한 도면의 형상을 Sketch 모듈을 통해서 그리고 3D 형상으로 Extrusion, Sweep, Revolve 기능을 사용하여 나타내는 모듈입니다. 위쪽에 나타나 있는 첫번째 사진은 스케치를 나타내는 도면으로서, 기본 값으로 설정이 된 상태라면 하나의 격자마다 5 단위로 끊어서 말할 수 있습니다.

여기서 확실하게 5mm라고 못 말하는 이유는 ABAQUS에서는 단위계가 사용자에 따라 달라집니다. 많은 사람들은 mm, N, MPa을 기준으로 하여 영률과 길이 단위 등을 선택하여 사용하지만, 다른 사용자가 m단위를 선택한다고 하면 그에 맞게 모든 단위를 바꿔서 생각해야 합니다.

위에서 언급했던 것과 같이 Sketch에서 그린 단면 도면은 Part 형태로 나타내기 위해서 선택해야할 부분이 Solid형태로 만들 것인가, Shell 형태로 만들것인가 등이 첫번째 선택사항이고, 두번째는 Extrusion, Revolution, Sweep 중에 어떤 기능을 사용하여 Part를 형성할 것인가라는 생각을 해야한다.

물론 이번에는 단순한 보를 나타내는 형상이기 때문에, Extrusion 기능을 사용해서 형상을 완성하였고, 다른 모델일 경우에는 사용자가 그에 맞는 기능을 사용해야할 것이다.

2. Material & Properties

위에서 보이는 그림과 같이 GUI창의 왼쪽 편에는 모델 트리가 형성되어져 있다. 그 곳에서 Material 부분을 선택하게 되면 Elastic 부분을 선택할 수 있는 란이 있으며, Elastic에서는 Young's Modulus, poisson's ratio 등을 선택하여 넣을 수 있는 가장 기본적인 부분을 적용할 수 있게 나와있으며, 그 외에도 이방성 재료를 선택하거나 복합재료의 Lamina 부분을 넣을 수 있게 되어있다.

일반적으로 지금 소개하는 Beam 해석은 Static으로 진행되어지는 부분이기 때문에 density와 같은 부분을 넣지는 않았지만, Dynamic 효과를 갖는 해석으로 진행된다고 하면 꼭 필요한 요인 중에 하나가 된다. 이것 역시 Material 설정 부분에서 추가적으로 넣을 수 있는 부분 중에 하나이다.

그 외에도 열적인 부분 (conductivity, latent 등), 파괴 관련 부분을 Material 파트에서 설정할 수 있게 되어 있다.

 

3. Section Assign

Section 부분은 Material 값에서 설정해준 부분을 어떤 형상의 모델에 적용할 것인가를 선택하는 과정이라고 생각하면 된다. 위에 그림에서 볼 수 있듯이 Beam을 Solid로 그렸을 때는 Continue 버튼을 이용하여 계속 진행해도 무방하지만, 만약에 Shell Element일 경우에는 Section을 정의하는 부분에서 Thickness를 설정하는 부분이 나온다. 또한, 이 부분에 Integration points의 갯수를 설정하는 부분도 나오는데, 이것은 membrane일 경우는 1개로도 설정이 가능하지만 일반적일 Shell 일 경우에 3 또는 5개로 설정이 가능하다.

마지막으로 맨 마지막의 캡쳐된 사진처럼 옥색으로 색깔이 적용된 것은 Part에 Material 부분이 적용이 완료되었을때 나타나는 부분이다. 또한, 이것과는 반대로 붉은색을 보인다면, 물성이 중복으로 할당이 되었을때를 나타낸다.

(단순한 모델일 경우에는 잘 인지하고 할당을 정확하게 하지만 Component가 많아진다면 확인하기가 쉽지 않기 때문에 색깔을 알아두는 것이 좋다.)

첫번째 정리는 여기까지만 하겠습니다.

두번째 포스팅에서는 Assembly, Step, Load, Mesh, Job 부분에 대한 포스팅으로 이어갈 수 있도록 하겠습니다.