5.1 평면 응력 해석 - 구멍을 갖는 평판


개요

참조 YouTube plane stress simulation of a hole plate, 2021
cae inp 입력 자료
목차 (1) Part  (2) Property  (3) Assembly  (4) Step
(5) Interaction  (6) Load  (7) Mesh  (8) Job  (9) Visualization


예제

문제 인장을 받는 구멍을 갖는 평판(plate)의 평면 응력 해석을 수행하라.
.단위: mm, N → MPa .평판 크기: 40 x 40 mm .구멍 반경: 2.5 mm .인장 하중: 15 MPa .재료: 강재 (E = 200,000 MPa, nu = 0.3)
구멍 평판 형상 구멍 평판 해석 결과


(1) Part

파트 생성 .Create Part
 -Plate, 2D Planar, Deformable, Shell, 50
 -평판 단면의 1/4을 작성
 -Hole 만들기: Shape > Cut > Extrude


(2) Property

재료 및 단면 .Create Material
 -Steel: E = 200,000, nu = 0.3
.Create Section
 -Planar, Solid (Default: 단위 폭), Homogeneous w/ Steel
.Assign Section


(3) Assembly

인스턴스 생성 .Create Instance
 -part를 instance(실체)로 작성, Independent(mesh on instance)


(4) Step

해석 단계 생성 .Create Step
 -Step-1: Static, General → Basic(Large defor, NL) → Increment size (1000, 0.51)


(5) Interaction

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(6) Load

하중 및 경계조건 .Create Load
 -Load-1: Pressure | Uniform | -1
.Create BC
 -BC-1: Mechanical | Symmetry/... ~ 수평방향 롤러
 -BC-2: Mechanical | Symmetry/... ~ 수직방향 롤러


(7) Mesh

메쉬 생성 .Object: Assembly 선택
.Assign Mesh Controls: Quad; Structured
.Assign Element Type: Plane Stress
  (Note: Plane Strain이 아닌 Plane Stress를 선정)
.Seed Part Instance: Global Seeds
 -Approximate global size (1)
.Mesh Part Instance


(8) Job

해석 실행 .Create Job: HolePlate
.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) 지우기
.View > ODB Display Options > Mirror/Pattern: 1/4분면을 XZ, YZ축 Mirroring을 통해 원형 생성