ABAQUS CAE Tutorial

snowman0@ paran.com

I. CAE 사용 순서

1. Draw ‘Part’

2. ‘Material’ generation

3. ‘Section’ assigning

4. ‘Assembly’ defining

5. ‘Analysis,Step’ defining

6. ‘Output option’

7. ‘B.C.’s’

8. ‘Loading’

9. ‘Mesh’ generation

10. ‘Job’ generation

11. Visualization

1. Draw ‘Part’• Model 탭에서 ModelsModel-1Parts 를 오른쪽 클릭하여 Create.. 를누른다 .

• Create Part 창이 뜨면 적당한 옵션을 선택한다 .– 여기서는 2D Planar, Deformable, Shell 을 예제로 함 .– Approx. size 는 대략적인 치수를 넣어준다 .– ABAQUS 의 숫자는 차원이 없다 . Dimension 은 자기가 알아서 넣어야 한다 .

1. Draw ‘Part’• 바둑판 모양의 창이 나타나면 여기에 도면을 그리듯이 그린다 .• 여기에서의 constraint 는 나중에 해석에서 쓰이는 constraint 랑 아무 관계없다 . 그냥 그림을 그리기 위해 필요한 조건을 나타낼 뿐이다 .

1. Draw ‘Part’• … 그린다 .

• 다 됐으면 마우스 button2(wheel) 을 누르면 끝난다 .• 그러면 그림과 같이 회색의 메쉬가 없는 물체가 나타난다 .

1. Draw ‘Part’

2. ‘Material’ generation

3. ‘Section’ assigning

4. ‘Assembly’ defining

5. ‘Analysis,Step’ defining

6. ‘Output option’

7. ‘B.C.’s’

8. ‘Loading’

9. ‘Mesh’ generation

10. ‘Job’ generation

11. Visualization

2. Material • 이제 방금 그린 물체에 물성을 넣어주어야 한다 .• MaterialsCreate.. 를 누르면 Edit Material 창이 뜬다 .• 이름을 적당히 넣어주고 물성을 골라서 넣는다 .

– 여기서는 ElasticHyperelastic 이라고 하자 .– 인장 실험 결과 txt 파일이 있는 경우 Test Data 에서 넣어줄 수 있다 .– 여기서는 간단히 Neo Hooke 을 선택하고 , Test Data 대신 Coefficeints 라디

오버튼을 누르자 . Instataneous 를 선택한다 .

– 탄성계수 , 포아송 값에 따라 C10, D1 값을 넣어준다 .)1(22

10ν

µ+

== EC

EkD

)21(621

ν−==

1. Draw ‘Part’

2. ‘Material’ generation

3. ‘Section’ assigning

4. ‘Assembly’ defining

5. ‘Analysis,Step’ defining

6. ‘Output option’

7. ‘B.C.’s’

8. ‘Loading’

9. ‘Mesh’ generation

10. ‘Job’ generation

11. Visualization

3. Section• Material 을 만들었으니 이것을 앞에서 그린 Part 에 넣어주자 .• Part 에 물성을 넣기 위해서 Section 을 정의해야한다 .

– Sections 를 더블클릭하여 ( 또는 Create..) Shell 을 선택하고 Continue.. 를 누른다 .( 엉뚱한 section 을 만들면 다음의 section assignment 창에서 보이질 않는다 .)

• 그러면 Edit Selection 창이 나오는데 앞에서 생성한 Material- 1 이 표시되 는 것을 볼 수있다 . Thickness 값을 적당히 넣어주고 OK한다 .

3. Section assignemtn• 섹션을 만들었으니 이를 Part 에 넣어주어야한다 .• Model1PartsPart1Section Assignment 오른쪽 클릭하여 Create 를누른다 .– 3d 창에서 물체를 클릭 한뒤 창 아래의 Done 를 누른다 .

• Edit Section Assignment 창이 뜨면 Section 칸에 앞에서 만든 Section-1이들어있다 . OK 를 누르자 .– 칸이 비어있고 보이지 않으면 적절하지 않은 Section 이라서 그렇다 . 앞에서 만

들었던 Section 을 edit.. 눌러서 제대로 선택했는지 확인한다 .

1. Draw ‘Part’

2. ‘Material’ generation

3. ‘Section’ assigning

4. ‘Assembly’ defining

5. ‘Analysis,Step’ defining

6. ‘Output option’

7. ‘B.C.’s’

8. ‘Loading’

9. ‘Mesh’ generation

10. ‘Job’ generation

11. Visualization

4. Assembly• 1 에서 그린 도면은 단지 하나의 부품이므로 , 전체 물체를 생성하기 위해서

는 이들을 모아서 하나의 물체로 결합해야한다 . 이를 Assembly 라고 한다.

• AssemblyInstances 에서 오른쪽 클릭하여 Create..누른다 .• 1 에서 그린 Part-1 이 표시되어있다 . OK 를 누르자

1. Draw ‘Part’

2. ‘Material’ generation

3. ‘Section’ assigning

4. ‘Assembly’ defining

5. ‘Analysis,Step’ defining

6. ‘Output option’

7. ‘B.C.’s’

8. ‘Loading’

9. ‘Mesh’ generation

10. ‘Job’ generation

11. Visualization

5. Step• Step 를 오른쪽 클릭하Create.. 누른다 .• Create Step 창이 뜨면 Static, General 을 선택하고 Continue..누른다 .• Edit Step 창이 뜨면 Description 칸에 적절히 설명을 넣고 OK누른다 .

( 이 내용이 display 창에 나옴 )– Nlgeom 라디오 버튼이 있는데 이를 On 을 바꿔준다 . Hyperelastic 일 경우 필요하다

1. Draw ‘Part’

2. ‘Material’ generation

3. ‘Section’ assigning

4. ‘Assembly’ defining

5. ‘Analysis,Step’ defining

6. ‘Output option’

7. ‘B.C.’s’

8. ‘Loading’

9. ‘Mesh’ generation

10. ‘Job’ generation

11. Visualization

6. Output• 해석 후 출력할 항목들을 여기서 지정해준다 .

1. Draw ‘Part’

2. ‘Material’ generation

3. ‘Section’ assigning

4. ‘Assembly’ defining

5. ‘Analysis,Step’ defining

6. ‘Output option’

7. ‘B.C.’s’

8. ‘Loading’

9. ‘Mesh’ generation

10. ‘Job’ generation

11. Visualization

6. Boundary Conditions• FieldsBC 에서 오른쪽 클릭하여 Create..누른다 .

– Mechanical, Displacement/Rotation 을 선택하자– 왼쪽 Edge 를 마우스로 클릭한다 ( 빨간색으로 바뀐다 ) 창 아래의 Done 을 누르자

– Edit Boundary Condition 창이 뜨면 U1 에 -0.1 을 넣고 OK누르자

1. Draw ‘Part’

2. ‘Material’ generation

3. ‘Section’ assigning

4. ‘Assembly’ defining

5. ‘Analysis,Step’ defining

6. ‘Output option’

7. ‘B.C.’s’

8. ‘Loading’

9. ‘Mesh’ generation

10. ‘Job’ generation

11. Visualization

7. Loading• 물체에 걸리는 하중을 여기서 정해준다 .• Loads 오른쪽 클릭하여 Create..누른다 .• 집중하중일 경우 (점하중 ) Concentrated force를 ,

선하중일 경우 Pressure 를 누른다 .– 오른쪽 선분을 클릭하고 EditLoad 창에서 -1000 을 넣어주자 .

( + 가 바디 안쪽을 향한다 .)

1. Draw ‘Part’

2. ‘Material’ generation

3. ‘Section’ assigning

4. ‘Assembly’ defining

5. ‘Analysis,Step’ defining

6. ‘Output option’

7. ‘B.C.’s’

8. ‘Loading’

9. ‘Mesh’ generation

10. ‘Job’ generation

11. Visualization

9. Mesh generation• Mesh 를 생성해보자 .• ModelModel-1Parts 로 돌아가서 , PartsPart-1Mesh(Empty) 를

오른쪽 클릭하고 switch-context한다 .( 아니면 간단히 더블클릭 )• 그러면 종전의 회색 물체였던 것이 분홍색으로 바뀐다 .• 메인메뉴에서 SeedPart 를 눌러 Global Seeds 창이 나오면

approximate global size 를 넣어준다 . 이값이 메쉬 밀도를 조절한다 . OK 를 누른다

• 그러면 분홍색 바디 외곽선에 동그라미가 생긴다 . Seed 가 생성되었다는뜻이다 .

• 이제 메쉬 종류를 선택하자 .• 메인 메뉴에서 MeshMesh Controls 눌러서 Mesh Controls 창이 나오면

적절히 선택한다 .– 여기서는 Tri, Structure 로 하자

9. Mesh generation• 그러면 분홍색 바디가 녹색이 된다 .• 이제 메인메뉴에서 MeshElement Type 을 눌러 옵션을 변경할 것이 있으

면 수정하고 OK 를 누른다 .• 메인메뉴에서 MeshPart 를 누르면 3D 창아래에 OK to mesh the part?

라고 묻는데 OK누른다 .• 그러면 메쉬가 생성된 것을 볼 수 있다 .

1. Draw ‘Part’

2. ‘Material’ generation

3. ‘Section’ assigning

4. ‘Assembly’ defining

5. ‘Analysis,Step’ defining

6. ‘Output option’

7. ‘B.C.’s’

8. ‘Loading’

9. ‘Mesh’ generation

10. ‘Job’ generation

11. Visualization

10. Job generation• 입력값이 준비가 끝났으면 이제 아바쿠스에게 일을 시킬 차례다 .• Model 탭 맨 아래쪽의 AnalysisJob 을 오른쪽 클릭하여 Create.. 누르면

Create Job 창이 뜨는데 이름을 정해준다 .( 이 이름이 output file 의 이름 이 된다 .) Continue 를 누른다 .

• Edit Job 창이 뜨면 Description 을 적어주고 ( 이 문장이 output 창에 보이 게 된다 ) OK 를 누른다 .

• 이제 AnalysisJobs(1)Job-1 이 생성되었으면 오른쪽 클릭하여Submit 을 누른다 . 그러면 해석이 시작된다 .– 그 전에 Data Check 을 누르면 입력사항에 이상이없는지 검사를 해준다 .

Submit 을 누를 경우 Datacheck 도 동시에 하므로 submit 만 눌러도 된다 .

• 해석이 끝나면 Job-1(Completed) 라고 표시된다 . 에러가 날 경우 에러메 세지를 확인한다 .

1. Draw ‘Part’

2. ‘Material’ generation

3. ‘Section’ assigning

4. ‘Assembly’ defining

5. ‘Analysis,Step’ defining

6. ‘Output option’

7. ‘B.C.’s’

8. ‘Loading’

9. ‘Mesh’ generation

10. ‘Job’ generation

11. Visualization

11. Visualization• 방금 끝난 Job-1(Completed) 오른쪽 클릭 하여 Result 를 누르면 Results

탭으로 바뀌면서 3D 창에 결과가 표시된다 .– 또는 Results 탭에서 Output Databases 에서 클릭해도 된다 .

• 3D 창에는 처음에는 Undeforemed 상태의 물체가 나온다 .• 아이콘 중에서 deformed 등을 누르면 보인다 .

12. etc• 하중조건등을 수정해서 다시 돌려 보고 싶으면 수정후 Job1->Submit 만

해주면 된다 .• Force 가 너무 크거나 해서 수렴하지 않으면 Error in job Job-1: Too

many attempts made for this increment 라고 에러가 뜬다 . 이 경우 힘을 줄이든가해서 조건을 완화해주든지 , 정 안되면 explicit 으로 풀어라 .

13. Explicit 으로 풀어보기• StepsStep1 오른쪽 클릭하여 Replace 누른다음 Replace Step 창에서

Dynamic, Explicit 으로 바꾼 뒤 Continue누른다 .– Edit Step 창이 나오면 Time step 을 1 에서 0.01 로 작게 넣어준다 . OK누른다

.

• Output Request 수정할 것이 있으면 History Output Requests 등에서 바꾼다 .– 특정 노드를 관찰하고 싶으면 AssemblySets 에서 Create Set 창에서

Geometry 를 선택하고 Continue 를 누른다 . 3D 창에서 점을 선택하고 Done 누른다 .

13. Explicit 으로 풀어보기• 밀도 추가

– Dynamic analysis 이므로 물성을 빠짐없이 넣어야 한다 . MaterialsMaterial_1( 앞에서 정의했던 것 ) 을 더블클릭하여 Edit Material 창

이 나오면 General->Density 에 밀도를 7000kg/m̂ 3 으로 넣어주고 OK누른다 .

– 넣지 않으면 submit 할 때 에러메세지가 나온다 .

• Element 수정– Standard 에서의 모든 element 를 다 사용할 수 있는 것이 아니다 .– FramePartsMesh 를 더블클릭하여 메쉬가 보이도록 메쉬 모드로 만든 다음– 메인메뉴 MeshElement Type 에서 Standard 로 되어있던 것을 Explicit 으로바꾼다 .

II. 기타

삼각형 element 로 변경• 현재 context 를 Part->Mesh 로 변경• Mesh->Control 에서 삼각형으로

Line force주기• Point force 는 있는데 line forces는 ?• Force 가 아니고 pressure 를 주면 된다 .• + 방향은 in- to- the-body쪽이다 .

Edge Clamping하기• 인장 테스트에서 양쪽을 잡아매려면 ?• 먼저 set 을 정의해야한다 .

– Model1PartsPart_1Set 를 더블클릭하여 새 set 의 이름을 넣고 , 3D창에 서 오른쪽 클릭하여 Node 를 선택한다 .

• 그런 다음 BC 에서 새 BC 를 생성하는데 , BC 를 적용할 곳을 누르라고 나 오면 오른쪽 클릭하여 Sets.. 를 누른다 .

– 그러면 위에서 만든 Set 이름들이 나온다 . 적당한 것을 선택한다 .

Edge Clamping하기 -Amplitude정의• BC 를 만들때 , Edit Boundary Condition 창에서 Amplitude 의 Create..버

튼을 눌러 Create Amplitude 창에서 Amplitu 를 정의한다 .– Equally spaced, 값은 0,1 로 하자– 다시 Edit Boundary Condition 창으로 돌아오면 Aplitude 칸에 Amp-1 이 생

성 되어있을 것이다 . 이것을 선택하고 , U1 을 체크한 뒤 -0.2 을 넣어주자 .

주욱 늘어나게 하려면• Models tree 에서 Materials->Material 더블클릭

( 또는 새로 생성 )• Mechanical->Neo Hookean으로• C10=mu/2=E/2(1+nu)• D1=2/k=6(1-2nu)/E

.rpt 출력• Report->Field Output.. 을 클릭• 만약 Report 메뉴가 안보이면 , 현재 포커스가 Output Databases 가 아니므로 ,

.obd 를 더블클릭하거나 switch context 하면 메뉴가 바뀐다 .

.rpt 출력• 그러면 아래와 같이 abaqus.rpt 파일이 텍스트로 출력된다 .

_DOF Monitor: AuxeticTestJob1_U1 f

X or Node 1

1. 2.14328E-03

********************************************************************************Field Output Report, written Thu Feb 05 10:26:54 2009

Source 1---------

ODB: C:/Abaqus_works/AuxeticTestJob1.odbStep: Step-1Frame: Increment 1: Step Time = 1.000

Loc 1 : Nodal values from source 1

Output sorted by column "Node Label".

Field Output reported at nodes for part: PART-1-1

Node UT.Magnitude UT.U1 UT.U2Label @ Loc 1 @ Loc 1 @ Loc 1

-----------------------------------------------------------------1 2.14328E-03 2.14328E-03 139.884E-392 890.3E-06 -890.3E-06 1.21432E-363 890.385E-06 -890.385E-06 -1.21388E-364 2.14401E-03 2.14401E-03 -133.081E-395 2.03273E-03 2.01819E-03 -242.678E-066 1.91448E-03 1.87522E-03 -385.71E-067 1.79368E-03 1.72838E-03 -479.588E-06

Output 보기

• Model tab 에서 Job 이 끝났을 때 , Job 오른쪽 클릭하여 Result 를 누

르면 자동으로 탭이 Results 로 바 뀌면서 화면에 stress distribution

이 출력된다 .

• Results 탭을 누르고 Output Database tree 에서 *.odb 를 더블클릭한다 .

• .obd 가 없으면 오른쪽 클릭해서 파 일을 읽는다 .

Output 창의 내용 바꾸기• 기본이 Mises stress 로 되어있을 텐데 , 이를 바꾸고 싶으면 메인메뉴에서

Result->Field Output.. 을 누르면 옵션 창이 뜬다 .• 3D 화면의 배경 색상을 바꾸고 싶으면 , 메인메뉴 ->View->Graphic Options-

>Viewport background 를 solid 로 하고 흰색으로 바꾼다 .

Output 배경 색상• 3D 화면의 배경 색상을 바꾸고 싶으면 , 메인메뉴 ->View-

>Graphic Options->Viewport background 를 solid 로 하고 흰색 으로 바꾼다 .

Node 번호 보이기• Commo n Plo t Optio nsLabe ls Sho w e le me nt labe ls