안녕하세요 다쏘시스템코리아 SIMULIA 브랜드팀입니다. 이번 포스팅은 Abaqus/Standard와 Abaqus/Explicit의 co-simulation을 이용한 Beam의 충격해석에 대해 소개해 드리겠습니다.
Co-simulation 기법은 Abaqus와 다른 해석 프로그램 사이의 커플링을 가능하게 해줍니다. 특히, Abaqus/Standard와 Abaqus/Explicit를 커플링하여 해석을 진행할 수 있습니다. Abaqus/Standard와 Abaqus/Explicit co-simulation은 두 해석 프로그램의 강점을 극대화할 수 있습니다. ▶ Abaqus/Standard의 장점 – 안정적(Abaqus/Explicit 보다 큰 시간 증분을 가질 수 있음)– Substructuring– 변형이 작은 해석에 대해 효율적 ▶ Abaqus/Explicit의 장점 – 고속의 이벤트를 시뮬레이션하는데 탁월– 매우 강건한 컨택 알고리즘 Co-simulation은 다른 모델 영역에 대해 두 해석 프로그램의 상대적인 장점을 적용함으로써 효율적인 솔루션을 제공합니다. ◆ Co-simulation 모델링 Abaqus/Standard와 Abaqus/Explicit의 co-simulation을 위해서 사용자는 해석 모델의 영역을 각각 정의해야 합니다. 다른 해석 프로그램과의 연동을 위해Co-simulation region은 서피스 또는 노드 셋으로 지정할 수 있습니다. 그 영역은 두 모델의 동일 위치에 있어야 합니다. 선형 요소에 정의한 요소 기반의 서피스를 사용하면 영역의 메쉬가 달라도 괜찮습니다. 그러나 영역 타입은 두 모델 간에 동일해야 합니다. 예를 들면, 한 모델에서는 노드 셋을 사용하고 다른 모델에서는 요소 기반의 서피스를 사용할 수 없습니다. Co-simulation에서 Lock-step과 Subcycling의 두 가지 시간증분 방법이 사용가능 합니다.
◆ 빔 충격해석 워크플로우
1. 하나의 Abaqus/CAE 모델(형상, 재료, 메쉬 등)에서 Abaqus/Standard와 Abaqus/Explicit 파트를 구성합니다.
2. Abaqus/Standard 모델과 Abaqus/Explicit 모델을 만들기 위해 구성된 모델을 복사합니다. – Co-simulation의 Abaqus/Standard 부분을 위해 beamImpact-cosim-std라고 하고, Abaqus/Explicit 부분을 위해 beamImpact-cosim-xpl이라고 이름을 바꾸어 줍니다. 3. 모델beamImpact-cosim-std의 Assembly-Instances에서 Impactor-1과 beamTip-1을 선택하고 마우스 오른버튼을 클릭하여 Link Instances를 실행합니다. 아래와 같이 Link Instances창이 나오면 링크해 줄 Model과 Instance를 선택하고 Link를 클릭합니다.
4. 같은 방법으로 모델beamImpact-cosim-xpl의 Assembly-Instances에서 beamRoot-1을 선택하고 마우스 오른버튼을 클릭하여 Link Instances를 실행합니다. Link Instances창이 나오면 링크해 줄 Model과 Instance를 선택하고 Link를 클릭합니다.
5. 모델 beamImpact-cosim-std에서 explicit dynamic 스텝을 implicit dynamic 스텝으로 변경해 줍니다. 6. 모델 beamImpact-cosim-std와 모델 beamImpact-cosim-xpl의 하중, 경계조건, 컨택, constraints, output requests 등을 정의해 줍니다. 7. 모델 beamImpact-cosim-std와 모델 beamImpact-cosim-xpl에 대해 제외된(링크된) 파트 인스턴스에 설정된 아이템을 비활성화 해줍니다. 모델 beamImpact-cosim-std의 경우에는 Impactor에 정의된 velocity, rigid body constraint 그리고 beam에 정의돈 tie constraint 등을 제거해야 됩니다. 모델 beamImpact-cosim-xpl의 경우에는 beam에 정의된 tie constraint와 fix end로 이름붙여진 경계조건 등을 비활성화 합니다.8. 모델 beamImpact-cosim-xpl에서 Standard-Explicit Co-simulation interaction을 생성합니다.
9. 비슷한 방법으로 모델 beamImpact-cosim-std에 대해서도 Standard-Explicit Co-simulation interaction을 생성합니다.
10. 빔 충격해석을 위해 co-execution을 생성합니다.
11. 생성된 Co-execution-1을 submit하여 해석을 수행하면 됩니다.12. 해석이 끝나면 odb 파일을 열어 결과를 확인합니다. Co-simulation 해석 결과는 여러 개의 결과 파일들로 구성됩니다. 그래서 아래 그림과 같이 Append to layers 옵션을 체크하고 관련된 odb 파일들을 선택하고 열면 됩니다.
13. 아래 그림과 같이 해석 결과를 확인할 수 있습니다.
Abaqus/Standard와 Abaqus/Explicit를 이용한 co-simulation에 대해 알아보았습니다. Abaqus 해석에 관해 문의가 있으면 SIMULIA 기술지원팀으로 연락 부탁드립니다. (02-3270-8541)작성자: 다쏘시스템코리아 시물리아팀 박기석