2.2 모듈


개요

참조 PDF Abaqus FEA, Structural System Lab, 2022
목차 (1) Part
(2) Property
(3) Assembly
(4) Step
(5) Interaction
(6) Load
(7) Mesh
(8) Job
(9) Visualization
(10) Sketch


(1) Part

개요 해석하고자 하는 구조물의 파트를 만든다.
  • Part(파트)는 Abaqus/CAE에서 모델을 만드는 기본 단위(즉, 부품)이다.
  • 각 Part는 region(영역)으로 나누고, 이 region마다 property(속성)를 지정한다.
  • 아바쿠스에서 직접 3D, 2D 모델을 만들 수 있지만, 디테일한 모델을 만드는 데는 한계가 있다.
Modeling Space
(모델링 공간)
  • 3D : 3차원
  • 2D Planar : 2차원 평면
  • Axisymmetric : 축대칭
Type
(타입)
  • deformable : 변형 가능; 1차원(wire), 2차원(surface), 3차원(solid) part의 feature(특징)이다.
  • discrete rigid : 이산 강체; 하중이 작용해도 part에 변형이 발생하지 않는다.
  • analytical rigid : 해석 강체; 하중이 작용해도 part에 변형이 발생하지 않고, 선, 호, 포물선의 형상이다.
  • Eulerian : 오일러; part는 재료가 유동할 수 있는 솔리드 영역이다.
Base Feature
(기본 형상)
  • Solid 솔리드
  • Shell 쉘
  • Wire 와이어
  • Point 포인트
형상 정의
방법 Part 형상은 다음 3가지 방법으로 정의하고, 이 방법들을 함께 사용할 수도 있다.
  • 아바쿠스에서 'native(즉, 아바쿠스 태생)' 형상을 직접 그리기
  • CAD에서 형상 불러오기
  • 요소망(mesh)을 불러오기
Sketch
치수 단위 기본적으로 Shape(Solid, Shell, Wire, Point) 등을 선택한 이후에 Type(Extrusion, Revolution, Sweep)을 선택하여 Sketch를 수행함에 따라 1개 파트를 구성할 수 있다.

(Material) Property의 단위에 따라 Sketch의 치수 단위가 바뀐다.
예를 들면, 재질의 단위가 MPa(=N/mm²)로 적용되어 있다면, Sketch 모델의 길이 단위는 mm, 힘의 단위는 N으로 적용된다.
Part
/그림 1. Part/


(2) Property

개요 재료와 단면 속성 지정하기
  • 각 파트는 다시 부분영역(region)으로 나누어지고, 이 부분영역마다 재료나 단면 속성을 따로따로 지정할 수 있다.
  • 아이콘을 통해서 각 (Material) Property 값(예: 기계적, 열적, 전기적 물성치)을 적용할 수 있다.
  • ABAQUS/STANDARD(Implicit)의 경우에는 기본적인 Elastic만으로 해석할 수 있다.
  • ABAQUS/EXPLICIT에서는 Elastic뿐만 아니라 General - density가 필수적으로 도입이 되어야 한다.
(Material) Property
/그림 2. (Material) Property/


(3) Assembly

개요 파트에서 만든 부품들을 조립(조합)한다(즉, 합친다).
  • 각 파트에 맞는 위치 선정 및 회전에 대한 부분을 설정한다.
  • 1개 파트만으로 해석을 진행한다고 해도, Assembly 모듈에서 1개 파트를 불러오는 과정을 거쳐야 한다.
Assembly
/그림 3. Assembly/


(4) Step

개요 해석의 종류(예: 응력해석, 열 해석, 동적 해석)를 선택한다.
어떤 해석을 계획하는지에 따라 Step이 달라지며, Step은 해석 Solver를 결정하는 과정이다.
  • General Static STEP : 인장시험과 같이 시간에 따른 큰 이벤트가 없는 해석
  • Modal : 물체에 대한 진동 해석
  • Heat Transfer : 열 해석
Step
/그림 4. Step/


(5) Interaction

개요 두 개 이상의 물체가 접해 있을 때, (마찰 계수 등) 물체 사이의 관계를 설정한다.
  • 기계적인 개념에서는 접촉 및 강체 조건이 포함된다.
  • 열적으로는 대류, 복사 조건이 포함된다.
  • Crack 진전에 대한 파괴 개념, 열-구조 해석 시에 구조적 제품과 유체와의 공유면을 선택 시에도 사용된다.
Interaction
/그림 5. Interaction/


(6) Load

개요 경계조건과 하중을 부여한다.
  • 물체에 힘, 열 등을 가해주고, 물체를 고정시킬 부분을 정한다.
Load
/그림 6. Load/
Partition
(파티션)
  • 각각의 Part에 대해 요소망을 만들기 편하도록 partition(파티션; 분할)을 한다.
  • cell(셀)은 partition 이전에는 part 전체가 되지만, partition을 한 후에는 하나의 part가 여러 cell로 나누어진다.
partition과 mesh
/그림 6b. partition과 mesh/


(7) Mesh

개요 물체를 유한요소망(mesh)으로 나눠준다.
  • 일반적으로 점은 Node(절점)이라 하며, 하나의 도형으로 구성되어진 것을 Mesh(요소)라고 한다.
Mesh
/그림 7. Mesh/


(8) Job

개요 해석 작업하기
  • 각 조건이 부여된 FE(유한요소) 모델을 해석 작업을 돌리고, 해석 진행 과정을 볼 수 있다.
Job
/그림 8. Job/


(9) Visualization

개요 시각화하기
  • 해석 결과를 그래프 등으로 표시한다.


(10) Sketch

개요 기하형상(geometry)을 작성하는 2차원 프로필(profile)
  • 2차원 part를 스케치로 만들거나 3차원 part를 형성할 수 있다.
Sketch 툴박스 메뉴
/그림 10. Sketch 툴박스 메뉴/