Element Deletion 적용 방법 (ABAQUS CAE)

안녕하세요

이번 ABAQUS 포스팅에서는 Element Deletion에 대한 소개를 하려고 합니다.

ABAQUS의 Element Deletion 기능을 사용하려면, ABAQUS/Explicit을 이용하여 해석을 진행할 수 있습니다. 반대로 ABAQUS/Implicit에서는 X-FEM을 이용하여 균열 진전을 볼 수 있습니다. 이번엔 그 중에서 Explcit에서 진행 할 수 있는 Element Deletion에 대한 소개를 먼저 하려고 합니다. 그리고 이 과정은 CAE가 익숙하다는 가정하에 주의해야할 부분만 중점적으로 설명을 하려고 합니다. 만약에 중간 과정에 대한 궁금증이 있으시면, 아래 댓글로 적어주시거나 앞의 포스팅을 보시면 알 수 있을 것이라 생각합니다.

Part

- 간단한 원 기둥을 구성하였습니다. 단면은 5mm의 반지름을 갖는 원통입니다.

Material 

- 이 부분에서는 Elastic, Plastic, Density에 대한 정보가 들어가며, 파단기준에 대한 부분은 Ductile Damage와 Damage Evolution 부분   의 적용을 통해서 파단기준을 정의할 수 있습니다. 아래를 보시면 예제를 풀어나갈 수 있게 수치가 적용되어진 것을 알 수 있습니다.

- Material을 정의해준 뒤 Solid Section을 통해서 Section을 정의합니다.

- Section Assign을 통해서 Part에 Material Property를 적용시켜줍니다.

Assembly & Step

- Assembly는 기존에 Beam 예제에서 한 것과 같이 하나의 Part만 있어도 Assembly는 적용해주어야 합니다.

- Step은 Dynamic, Explicit으로 정의해줍니다. 그에 따라 생기는 Field Output에서의 Element Deletion을 위해 추가해주는 부분이 있습니다.

  Field Output에서의 State / Field / User / Time 범주 안에서 Status 란에 체크를 해주면 됩니다. 이 부분을 통해 Element가 파손이 되면     Material Point에서의 0값을 가지면 파단을 나타내며, 1값을 가지면 파단이 나지 않는 Element로 정의를 해줄 수 있습니다. 그리고 이 파단이     난 Element는 Stress와 Energy의 값에 대한 부분이 0이 된다고 알고 있습니다.

Mesh

- 원통형의 Mesh는 Hexa Mesh로 이루어져 있으며, Sweep의 Medial Axis 옵션을 이용하거나 파티션을 이용하여 Mesh를 예쁘게 만들 수 있습   니다. 또한, Element Type 변경 아이콘을 이용하여 아래와 같은 창을 볼 수 있으며, 아래 부분의 Element Deletion의 변경을 이용하여 적용할     수 있습니다. 또한, Shear Failure Option은 기본적으로 Element Deletion이 Default 값으로 적용되어지기 때문에 Default로 적용해도 파단나는     것을 볼 수 있습니다.

Boundary Condition & Visualization

- Boundary Condition은 한 면을 자유도 1~6번까지 고정하고, 반대쪽에서는 10mm 당기는 인장시험 방법을 이용하여 해석에 적용하였습니다.

- 앞에서 적용되어진 것을 Visualization에서 보았을때, 아래와 같이 응력이 과도하게 걸리는 부분에 대해서는 Element Deletion이 발생한 것을     알 수 있습니다.

간단하게 메뉴얼을 구성했지만, 기존에 조금 사용해보셨던 분들은 알기 쉬울 것이라고 생각합니다.

만약 위의 메뉴얼이 어려우시다면, 앞의 포스팅 ABAQUS BEAM 예제부터 다시 보시면 도움이 될 수 있다고 생각합니다.

이상으로 Element Deletion 포스팅을 마치겠습니다.