[Abaqus] Abaqus란 무엇인가?

Abaqus는 유한요소법을 바탕으로 개발하였으며, 간단한 선형 해석에서 복잡한 비선형 해석까지 다양한 해석 문제를 해결할 수 있는 고성능 엔지니어링 해석 프로그램이다. Abaqus는 거의 모든 형상을 표현할 수 있는 많은 요소 라이브러리를 제공한다. 또한 금속, 고무, 중합체(polymer), 복합 재료, 철근 콘크리트, 흙과 바위와 같은 지반 재료를 포함한 대부분 공업 재료의 변형을 해석할 수 있는 재료 구성 모델도 제공한다. Abaqus는 범용 유한요소해석 도구로 설계되어서 응력이나 변위를 계산하는 구조 문제뿐만 아니라 열전달, 질량 확산, 전기 부품의 온도 관리, 음향, 토질, 압전성, 전자기장, 유체 등 다양한 문제를 해석할 수 있다.

 

압전성: 압력이나 진동을 가하면 전기가 생기고, 전압을 가하면 진동하는 성질.

 

Abaqus는 선형/비선형 문제를 해석할 수 있는 다양한 기능을 제공한다. 여러 개의 부품으로 구성된 조립 제품은 각 부품의 형상에 적절한 재료 구성 모델을 적용하고, 각 부품의 상호 작용을 지정하여 해석한다. Abaqus는 비선형 해석 과정에서 적절한 하중 증분과 수렴 허용치를 자동으로 선택하고, 해석하는 중간에도 정확한 계산 결과를 효율적으로 얻을 수 있도록 값을 계속해서 조정한다.

 

Abaqus는 전, 후처리기인 Abaqus/CAE와 주요 해석 제품인 Abaqus/Standard, Abaqus/Explicit로 구성된다. 이외에도 Abaqus/Standard와 Abaqus/Explicit의 기능을 확장하는 여러 가지 추가 옵션을 제공한다. Abaqus 제품의 관계는 그림과 같다.

 

그림. Abaqus 제품 구성

 

Abaqus/Standard는 범용 유한요소해석 프로그램으로 어떤 물체의 정역학, 동역학, 열전달, 전기학, 전자기력 응답과 관련된 폭넓은 선형/비선형 문제를 해결할 수 있다. Abaqus/Explicit는 충격이나 폭풍파 문제 등 단시간에 과도 동적 현상이 발생할 때 사용하는 특별한 해석 도구이다. 접촉 상태가 변화하는 비선형성이 강한 성형 해석에서 효과적이다. Abaqus/Standard는 각 계산 증분의 연립 방정식을 내연적(implicit)으로 계산하는 반면, Abaqus/Explicit는 각 계산 증분의 연립 방정식을 풀지 않고, 작은 시간 증분으로 계산 과정을 시간에 따라 진행하면서 외연적(explicit)으로 계산한다.

 

과도: 어떤 단계에서 또 다른 단계로 넘어가거나 묵은 것에서 벗어나 새것으로 옮아가거나 바뀌어 가는 도중.

 

Abaqus/CAE(Complete Abaqus Environment)는 Abaqus에서 사용하는 그래픽 환경이다. 이 제품으로 해석할 구조물 형상을 만들거나 타사 전처리기에서 가져와서, 요소망(Mesh)으로 만들 수 있도록 형상을 나누고, 재료 특성, 하중과 경계 조건을 입력하여 해석 모델을 빠르고 쉽게 만들 수 있다. 그리고 형상을 요소망으로 만드는 기능과 결과를 확인하는 기능을 제공한다. Abaqus/CAE는 입력을 완료하면, 해석 작업을 제출하고, 관찰할 수 있다. 그다음 Visualization 모듈을 사용하여 결과를 분석할 수 있다. Abaqus/Viewer는 Abaqus/CAE에서 Visualization 모듈에 해당하는 후처리 기능만 따로 만든 것이다. 이 책에서 Visualization 모듈의 설명은 Abaqus/Viewer에도 적용된다.

 

Abaqus/Aqua는 Abaqus/Standard와 Abaqus/Explicit에 시추선과 같은 해양 구조물을 해석할 수 있는 파도와 풍하중, 부력 효과 기능을 추가한 것이다. Abaqus/Design은 설계 민감도(Sensitivity)를 계산하는 제품으로 Abaqus/Standard와 같이 사용할 수 있다. Abaqus/AMS는 고유 진동수를 추출할 때 자동 다중 레벨 부분 구조(Automatic Multi-level Substructuring, AMS) 고유치 해석기를 사용하는 것으로 Abaqus/Standard와 같이 사용할 수 있다. Abaqus/Foundation은 Abaqus/Standard에서 선형 정역학과 동역학 해석 기능을 더 효율적으로 사용할 수 있는 기능을 제공한다.

 

Abaqus는 타사의 CAD 형상을 Abaqus/CAE의 파트(Part)와 어셈블리(Assembly)로 변환하는 변환기를 제공한다. 지원하는 CAD는 CATIA V6, CATIA V5, SolidWorks, Pro/ENGINEER, CATIA V4, Parasolid이다. NX는 Elysium Inc.에서 변환기를 따로 구매해야 한다. Abaqus는 타사 전처리기 파일을 해석할 수 있도록 Abaqus 입력 파일로 변환하거나 Abaqus 해석 결과를 타사 후처리기로 변환하는 유틸리티를 제공한다.

 

표. Abaqus의 가져오기와 내보내기

유틸리티	입력	출력
abaqus fromansys	ANSYS 입력 파일	Abaqus 입력 파일
abaqus fromdyna	LS-DYNA 파일	Abaqus 입력 파일
abaqus fromnastran	Nastran 파일	Abaqus 입력 파일
abaqus frompamcrash	PAM-CRASH 입력 파일	Abaqus 입력 파일
abaqus fromradioss	RADIOSS 입력 파일	Abaqus 입력 파일
abaqus adams	Abaqus SIM 데이터베이스 파일	MSC.ADAMS 모드 중립 파일
abaqus moldflow	Moldflow 해석의 FE 모델 데이터	일부 Abaqus 입력 파일
abaqus tonastran	Abaqus 입력 파일	Nastran 파일 형식
abaqus toOutput2	Abaqus 출력 파일	Nastran Output2 파일 형식

 

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