책상 옆 도서관

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.

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