크리프 또는 점탄성(visco-elasticity)은 하중을 지속해서 받을 때 시간에 의존하는 소성 변형이다. 크리프 양은 시간과 온도, 작용 하중의 함수이다. 대표적인 예로 실온에서 대부분 플라스틱은 어떤 하중 조건에서 상당한 양의 크리프를 나타낸다. 그러나 금속은 대부분 사용 온도가 용융점의 35%에서 70%에 도달할 때까지 크리프 양이 그다지 크지 않다. 점탄성 재료의 응력 상태는 다음 식으로 표현할 수 있다.$$ \sigma = E \varepsilon + \eta {{d \varepsilon} \over {dt}} $$여기서 $ \eta $는 재료의 점성 계수이고, $ {{d \varepsilon} / {dt}} $는 변형률 속도이다. 이 두 항은 작용 하중과 사용 온도의 함수이기 때문에 실험적..

다음 그림은 가벼운 작업을 위한 화물 크레인이다. 크레인에 매달린 화물이 힘 10kN을 작용할 때 크레인의 정적 처짐을 찾는다. 또한 이 구조에서 가장 중요한 부재와 결합 부분에서 응력과 하중이 가장 큰 부분을 찾는다. 이것은 정역학 해석이므로 Abaqus/Standard를 사용하여 화물 크레인을 해석한다. 이 크레인은 교차 버팀대로 결합한 두 개의 트러스 구조로 구성한다. 트러스 구조의 두 가지 주요 부재는 강재의 상자형 Beam(박스형 단면)이다. 각 트러스 구조는 주 부재에 용접된 내부 버팀대로 강화된다. 두 개의 트러스 구조를 결합하는 교차 버팀대는 트러스 구조에 볼트로 고정되었다. 이 연결은 모멘트가 있더라도 거의 힘을 전달할 수 없으므로 핀 연결로 취급한다. 내부 버팀대 또는 교차 버팀대 모..

한 치수(길이)가 다른 두 치수보다 상당히 크고, 길이 방향 응력이 가장 중요한 구조를 만드는 경우 Beam 요소를 사용한다. Beam 이론은 구조의 변형이 구조의 길이 방향의 위치에 의존하는 변수로 완벽히 정의된다는 가정에 기초한다. 그러나 축 방향 대표 치수의 1/10보다 작아야 한다. 다음은 축 방향의 대표 치수의 예이다. • 지지점 사이의 거리• 단면이 크게 변화하는 구간의 거리• 주목할 최대 진동수 모드의 파장 Abaqus의 Beam 요소는 Beam 축에 수직인 평면 단면이 변형 중에도 평면을 유지한다고 가정한다. 대표 요소 길이의 1/10보다 단면 치수가 작아야 한다는 생각과 혼동해서는 안 된다. 보통 요소의 길이가 단면의 치수보다 작은 것은 바람직하지 않지만, 미세하지 않은 요소망은 이런 요..

그림에 표시된 플레이트를 만든다. 이 플레이트는 글로벌 1축에 30° 기울어지고, 한쪽 끝은 완벽히 고정되고, 반대쪽 끝은 플레이트의 축에 평행한 레일 위를 이동하도록 제한된다. 이 플레이트가 균일한 압력을 받았을 때 스팬 중앙의 처짐을 찾는다. 또한 이 문제에서 선형 해석이 유효한지 Abaqus/Standard를 사용하여 해석하고 평가한다.1) 전처리모델을 만들기 전에 단위계를 결정해야 한다. 치수는 cm 단위로 주어졌지만, 하중과 재료 특성은 MPa와 GPa 단위이다. 이 단위는 일관성이 없으므로 모델에서 사용할 일관된 단위계를 선택하고, 필요한 입력 데이터를 변환해야 한다. 다음 설명에서 뉴턴, 미터, 킬로그램, 초를 사용한다. Abaqus/CAE를 시작하고, 평면 Shell의 기본 기능으로 3차원..

Shell 요소는 연속체 요소와 달리 요소마다 로컬 재료 방향을 사용한다. 섬유 강화 복합 재료 등에 대한 이방성 재료 데이터와 응력과 변형률과 같은 요소 출력 변수는 이런 로컬 재료 방향으로 정의한다. 대변형 해석에서 Shell 표면의 로컬 재료 축은 각 적분점에서 재료의 평균 운동과 함께 회전한다.1) 기본 로컬 재료 방향재료의 로컬 1과 2방향은 Shell 표면에 존재한다. 기본 로컬 1방향은 Shell 평면상의 글로벌 1축을 투영한 것이다. 글로벌 1축이 Shell 평면에 수직이라면 로컬 1축은 Shell 평면의 글로벌 3축의 투영이다. 로컬 2방향은 Shell의 평면 안에서 로컬 1방향에 수직이다. 따라서, 로컬 1방향, 로컬 2방향, Shell 면의 양의 법선 방향은 오른손 좌표계를 형성한다...

Shell 문제는 일반적으로 박판 문제와 후판 문제의 두 가지 범주 중 하나로 나뉜다. 후판 문제에서 횡 전단 변형이 결과에 큰 영향을 미친다고 가정한다. 반면에 박판 문제에서 횡 전단 변형이 무시할 정도로 작다고 가정한다. 그림 (a)는 박판의 횡 전단을 보여주며, 초기 모양에서 Shell 표면에 수직인 재료 선은 변형 중에 직선으로 수직으로 유지된다. 따라서 횡 전단 변형은 존재하지 않는 것으로 간주한다($\gamma = 0$). 그림 (b)는 후판의 횡 전단을 보여주며, 초기 모양에서 Shell 표면에 수직인 재료 선은 변형 중에 수직으로 유지되지 않는다. 따라서 횡 전단 변형을 추가한다($\gamma \ne 0$).Abaqus는 박판 문제와 후판 문제에 요소의 적용 가능성에 따라 구별되는 여러 종..

Shell 요소를 사용하여 하나의 치수(두께)가 다른 치수보다 훨씬 작고 두께 방향의 응력이 무시할 정도로 작은 구조를 만들 수 있다. 전체 구조의 대표적인 치수의 1/10보다 작은 두께를 갖는 구조물(압력 용기 등)은 일반적으로 Shell 요소로 만들 수 있다. 다음은 대표적인 전체 치수의 예이다. 지지점 사이의 거리보강재 사이나 단면 두께가 크게 변화하는 구간의 거리곡률 반지름관심 있는 최대 진동수 모드의 파장 Abaqus의 Shell 요소는 Shell의 중립면에 수직인 평면 단면이 평면을 유지한다고 가정한다. 두께가 요소 치수의 1/10보다 작아야 한다고 착각하지 않도록 주의해야 한다. 일반적으로 Shell 요소의 두께가 평면의 치수보다 커지는 건 바람직하지 않지만, 미세한 요소망은 이런 요소를 포..

Abaqus 해석에서 합리적인 결과를 얻으려면 충분히 미세한 요소망을 사용하는 게 중요하다. 요소망이 거칠면 내연법이나 외연법을 사용한 해석으로 결과가 부정확해질 수 있다. 해석 모델에서 얻은 수치 해는 요소망 밀도가 증가하면서 고유한 값으로 수렴한다. 또한 해석을 수행하는 데 필요한 컴퓨터 자원은 요소망이 미세해질수록 증가한다. 요소망은 더 미세해도 해법에 약간의 변화만 있을 때 수렴된 것으로 간주한다. 경험을 쌓으면 대부분 해석에서 합리적인 결과를 얻을 수 있는 적절한 요소망을 결정할 수 있다. 그러나 같은 문제를 더 미세한 요소망으로 해석하고 결과를 비교하여 요소망의 수렴성을 조사하는 것이 항상 좋은 방법이다. 두 요소망에서 본질적으로 같은 결과를 얻으면 자기 모델이 수학적으로 정확한 해법을 제공한..