5.1 평면 변형률 해석 - 내압 파이프
개요
목차
(1) Part (2) Property (3) Assembly (4) Step
(5) Interaction (6) Load (7) Mesh (8) Job (9) Visualization
(5) Interaction (6) Load (7) Mesh (8) Job (9) Visualization
예제
문제
내압을 받는 파이프에 대해 평면 변형률 해석을 수행하라.
.단위: mm, N → MPa
.내반경: 6 mm, 외반경: 12 mm
.내압: 15 MPa
.재료: 강재 (E = 210,000 MPa, nu = 0.3)
.jpg?raw=true)
(1) Part
파트 생성
.Create Part
-Pipe, 2D Planar, Deformable, Shell, 200
-파이프 단면의 1/4을 작성
-Pipe, 2D Planar, Deformable, Shell, 200
-파이프 단면의 1/4을 작성
(2) Property
재료 및 단면
.Create Material
-Alloy Steel: E = 210,000, nu = 0.3
.Create Section
-Planar, Solid (Default: 단위 폭), Homogeneous w/ Alloy Steel
.Assign Section
-Alloy Steel: E = 210,000, nu = 0.3
.Create Section
-Planar, Solid (Default: 단위 폭), Homogeneous w/ Alloy Steel
.Assign Section
(3) Assembly
인스턴스 생성
.Create Instance
-part를 instance(실체)로 작성, Dependent(mesh on part)
-part를 instance(실체)로 작성, Dependent(mesh on part)
(4) Step
해석 단계 생성
.Create Step
-Step-1: Static, General → Increment size (0.1)
-Step-1: Static, General → Increment size (0.1)
(5) Interaction
개요
건너 뜀
(6) Load
하중 및 경계조건
.Create Load
-Load-1: Pressure | Uniform | 15
.Create BC
-BC-1: Mechanical | Symmetry/... ~ 수평방향 롤러
-BC-2: Mechanical | Symmetry/... ~ 수직방향 롤러
-Load-1: Pressure | Uniform | 15
.Create BC
-BC-1: Mechanical | Symmetry/... ~ 수평방향 롤러
-BC-2: Mechanical | Symmetry/... ~ 수직방향 롤러
(7) Mesh
메쉬 생성
.Object: Part | Pipe 선택
.Global Seeds
-Approximate global size (0.5)
.Assign Element Type
-Plane Strain
(Note: Plane Stress가 아닌 Plane Strain을 선정)
.Mesh Part
.Global Seeds
-Approximate global size (0.5)
.Assign Element Type
-Plane Strain
(Note: Plane Stress가 아닌 Plane Strain을 선정)
.Mesh Part
(8) Job
해석 실행
.Create Job: Pipe
.File > Set Work Directory ~ 작업 폴더 설정
.Job Manager
-Submit → Results
.File > Set Work Directory ~ 작업 폴더 설정
.Job Manager
-Submit → Results
(9) Visualization
결과 시각화
.Deformed shape
.View > Graphic Options: Background = White
.Viewport > Viewport Annotation Options ~ (compass, title block 등 불필요한 것) 지우기
.View > ODB Display Options > Mirror/Pattern: 1/4분면을 XZ, YZ축 Mirroring을 통해 원형 생성
.View > Graphic Options: Background = White
.Viewport > Viewport Annotation Options ~ (compass, title block 등 불필요한 것) 지우기
.View > ODB Display Options > Mirror/Pattern: 1/4분면을 XZ, YZ축 Mirroring을 통해 원형 생성
용어
평면변형률
(Plane Strain) 평면내 변형만 발생한다: εxx ≠ 0, εyy ≠ 0, εxy = εyx ≠ 0
평면외 변형은 0이다: εzz = εxz = εyz = 0
두께가 매우 두꺼운 재료나 구조의 경우에 유용하다.
예: 터널, 파이프 등 긴 구조물의 단면 해석
(Plane Strain) 평면내 변형만 발생한다: εxx ≠ 0, εyy ≠ 0, εxy = εyx ≠ 0
평면외 변형은 0이다: εzz = εxz = εyz = 0
두께가 매우 두꺼운 재료나 구조의 경우에 유용하다.
예: 터널, 파이프 등 긴 구조물의 단면 해석
평면응력
(Plane Stress) 평면내 응력만 발생한다: σxx ≠ 0, σyy ≠ 0, σxy = σyx ≠ 0
평면외 응력은 0이다: σz = σxz = σyz = 0
두께가 매우 얇은 재료나 구조의 경우에 유용하다.
예: 얇은 판 구조물의 해석
(Plane Stress) 평면내 응력만 발생한다: σxx ≠ 0, σyy ≠ 0, σxy = σyx ≠ 0
평면외 응력은 0이다: σz = σxz = σyz = 0
두께가 매우 얇은 재료나 구조의 경우에 유용하다.
예: 얇은 판 구조물의 해석