flexible multibody · pdf file · 2015-11-04part 형상에 mesh는 불필요...

40
1 3DS.COM © Dassault Systèmes | Confidential Information | 11/4/2015 | ref.: 3DS_Document_2013 3DS.COM © Dassault Systèmes | Confidential Information | 11/4/2015 | ref.: 3DS_Document_2013 Flexible Multibody Dynamics

Upload: buitruc

Post on 26-Mar-2018

244 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

1

3DS

.CO

M ©

Das

saul

t S

ystè

mes

| C

onfid

entia

l In

form

atio

n | 1

1/4/

2015

| r

ef.:

3D

S_D

ocum

ent_

2013

3D

S.C

OM

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

13 Flexible Multibody Dynamics

Page 2: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

2

소개 (1/2) Flexible Multibody Dynamics :

Point-to-point connection으로

모델을 구성

Connection은 part간 상호작용을

이상화 하여 구현

연결되는 각 part는 강체/변형체

정적/운동학적 해석에서 이것을

“Mechanism”이라고 부름

과도 동적 해석에서는 (특정한

경우에는 강체모델로만 구성)

이것을 “Multibody”라고 부름

Page 3: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

3

소개 (2/2) Part간 복잡한 상호 작용을 이상화

적용 가능 거동

Kinematic constraint

Contact constraint

Nonlinear spring/dashpot

Plastic behavior

Damage mechanism

Friction

Locking mechanism

Driven motion

Internal loading

상호 작용이 복잡한 경우, 조합을

통하여 표현

Parallel/serial 형태로 구성

이 연결을 “Connector” 혹은

“Connector element”하고 함

Connector type은 추후 다시 설명

Page 4: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

4

Abaqus에서 지정할 수 있는 상호 작용(1/4) 개요

구성품 간 혹은 구성품-접지 연결을 만들어 Part 간 제한조건(Constraint)

구성

크게 세 가지 방법을 통해서 지정:

자유도 제거(제한된 DOF를 제거)

Penalty (node간 spring 연결) 혹은 augmented Lagrangian

Lagrange multiplier (제한 하중을 계산)

Abaqus는 세 가지 방법을 모두 제공

Page 5: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

5

Abaqus에서 지정할 수 있는 상호 작용(2/4) 자유도 제거(제한된 DOF를 제거)

종류 *BOUNDARY

*EQUATION

*MPC

*KINEMATIC COUPLING

*TIE

장점 단점

- 문제 크기를 감소 - 제거된 DOF는 재사용 불가

- Overconstraint 발생

- 제한 하중 추출 불가 (*BOUNDARY 제외)

Page 6: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

6

Abaqus에서 지정할 수 있는 상호 작용(3/4) Penalty (spring) / augmented Lagrangian

종류

Interconnection elements (trusses, beams 등)/Gasket element

Spring/dashpot

기본 마찰 모델

Abaqus/Explicit의 Connector 모델(Augmented Lagrangian)

장점 단점

- Constraint output은 가능

- Overconstraint 발생 없음

- Spring 상수가 너무 크면, ill-conditioning

문제 발생

- 동적 해석에서 noise 발생 가능

Page 7: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

7

Abaqus에서 지정할 수 있는 상호 작용(4/4) Lagrange multiplier (제한 하중을 계산)

종류

기본 hard/Softened contact

Lagrange friction

Distributing coupling element

Abaqus/Standard의 Connector 모델

장점 단점

- 정확한 해

- DOF는 적용 가능

- Constraint force 출력

- DOF 추가 됨

Page 8: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

8

Connector Element 기초 (1/2) Connector element는 강체/변형체 사이 분할된 물리적 거동 모델

Page 9: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

9

Connector Element 기초 (2/2) Connector element는 connector 속성을 설정하여 기능을 정의 :

일반적으로 다음 속성을 설정 :

Connection type

Connector behaviors

Connector를 구성하는 node에 대한 local direction

이들 속성은 connector section을 설정하여, connector element set과 연관

Connector element는 변위/하중 제어로 작동 가능

상대 운동 (변위) 작동 – 기어 작동

Connector에 알고 있는 변위/속도/가속도 이력을 적용

내부 하중(force) 작동 – 유압 피스톤과 같은

Connector는 내부 하중/moment 이력을 적용

Page 10: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

10

Connection Type 이해 (1/7) Connection 종류

Connection-type library :

병진 방향 basic connection

Connector element의 두 node 병진 방향 DOF와 첫 node에서 회전 방향 DOF에 영향

회전 방향 basic connection

Connector element의 두 node에서 회전 방향 DOF에만 영향

Assembled connection

병진/회전 basic connection의 조합이 미리 정의된 형태

선택에 따라, 존재하는 element local DOF를 결정

가능한 connection type 여러 개를 이용하여, 원하는 제품을 쉽게 구현

가능

Page 11: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

11

b

a

CARTESIAN

b

a

ACCELEROMETER

Connection Type 이해 (2/7) 병진 basic connection 예 :

AXIAL – 두 node사이에 연결된 line을 따른 connection

CARTESIAN – 두 node 사이 local Cartesian direction의

독립된 거동 정의

JOIN – 두 node의 위치를 결합

ACCELEROMETER – 두 node 사이에서 국부 좌표계에

대해 상대 가속도/속도/위치를 측정하는 connection

Abaqus/Explicit는 3D 해석만 가능

Abaqus/Standard는 CARTESIAN connector type을

내부적으로 변경

AXIAL

b

a

u1

JOIN

Page 12: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

12

REVOLUTE

CARDAN

EULER

Connection Type 이해 (3/7) 회전 rotational basic connection 예 :

REVOLUTE – 두 node 사이 회전 연결

CARDAN – 두 node 사이 Cardan anlge에

의해 parameter화된 회전 connection

EULER – 두 node 사이 Euler angle로

parameterghkehls 회전 connection

Page 13: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

13

Connection Type 이해 (4/7) Basic connection type 요약

Summary of basic connection types

Basic translational Basic rotational

ACCELEROMETER ALIGN

AXIAL CARDAN

CARTESIAN CONSTANT VELOCITY

JOIN EULER

LINK FLEXION-TORSION

PROJECTION CARTESIAN PROJECTION FLEXION-TORSION

RADIAL-THRUST REVOLUTE

SLIDE-PLANE ROTATION

SLOT ROTATION-ACCELEROMETER

UNIVERSAL

a

b

1 2

3

f

a 2

3

b

1

Page 14: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

14

a

b

BEAM

HINGE

UJOINT

Connection Type 이해 (5/7) Assembled connection 예 :

BEAM – 두 node가 rigid beam connection

(JOIN 와 ALIGN 조합)

HINGE – 두 node가 위치 상 결합 되어 있고,

회전 DOF는 회전 연결 (JOIN와 REVOLUTE

조합)

UJOINT – 두 node가 위치 상 결합되어 있고,

회전 DOF는 Universal connection으로 되어

있음 (JOIN와 UNIVERSAL 조합)

Page 15: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

15

Connection Type 이해 (6/7) Assembled connection type 요약

Assembled 등가 basic connection component (병진 +회전)

BEAM JOIN ALIGN

BUSHING PROJECTION

CARTESIAN

PROJECTION FLEXION-

TORSION

CVJOINT JOIN CONSTANT VELOCITY

CYLINDRICAL SLOT REVOLUTE

HINGE JOIN REVOLUTE

PLANAR SLIDE-PLANE REVOLUTE

TRANSLATOR SLOT ALIGN

UJOINT JOIN UNIVERSAL

WELD JOIN ALIGN

Summary of assembled connection types

Page 16: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

16

Connector Library Abaqus Analysis User’s Guide

예 : Hinge

Page 17: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

17

Connection Type 이해 (7/7) Advanced connection type

FLOW-CONVERTER, RETRACTOR , SLIPRING 등

이들 connector는 특별 pulley-type connector를 이용하여, seatbelt 거동을 묘사

예 : reactor와 pretensioner가 있는 3 point belt model

Page 18: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

18

Connector Element 설정 (1/3) Connector model connection 종류 :

hinge

등속 조인트

pin-in-slot 제한

Abaqus/CAE의 Connector Builder를

이용하여, connector element 정의를

간단히 진행

Page 19: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

19

Connector Element 설정 (2/3) 예 : hinge connection

X

Local x-axis along

hinge direction

X

Page 20: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

20

Connector Element 설정 (3/3) Hinge 모델로 정의된 설정

Page 21: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

21

Connector 적용과 기능 (1/7) Connector element의 일반적 기능

Connector element는 강체/변형체에 많이 적용 가능

일반적인 적용 :

운동학적 제한 조건 : slot 혹은 revolute 제한

방향을 갖는 spring/dashpot 및 마찰 거동 : torsional spring 등

단일 방향 접촉 조건 (Gap element 등) : “Joint Stop”

기타 유용한 활용 :

해에 따른 locking 조건 : falling-pin mechanism

해에 따른 파괴 : 제한 조건 혹은 국부 변위가 각 방향 별로 상대거동에 의해

제거

국부(회전) 좌표계에 대한 경계 조건

Page 22: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

22

Connector 적용과 기능(2/7) Connector element는 다양한 영역에 적용 가능

vehicle durability

crash test dummies

dynamics of space structures

machinery design

kinematics

long-term dynamics of rigid systems

suspension models

Page 23: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

23

Connector 적용과 기능 (3/7) Connector 고유 기능 :

강체 reference node를 다른 reference node와 연계한 복잡한 거동 (이것을

Spring element로 적용 가능)

변형을 갖는 회전하는 torsional spring

제한 하중과 모멘트 출력

물리적 mechanism을 모델링 하기 위한 복잡한 유한 회전 변수화

비표준 운동 제한을 쉽게 정의

회전 접촉 (회전 자유도에 대한 부등 제한 조건)

Element의 국부 자유도를 따르는 거동과 하중 작용

국부 회전 좌표계에 따른 경계조건 및 출력

Page 24: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

24

Connector 적용과 기능 (4/7) 예 : loader-backhoe의 단순 모델

사용 connector : AXIAL, HINGE

Connector의 변위 제어로 작동

주 : connector는 강체의 reference

node와 다른 reference node를

연결

RP

Page 25: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

25

Connector 적용과 기능 (5/7) 예 : Cyliner-cam mechanisom의 단순 모델

이용 Connector : SLOT-ALIGN, CARTESIAN, BEAM

Mechanism은 원통 회전

회전 운동을 병진 운동으로 전환

Page 26: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

26

Connector 적용과 기능 (6/7) Connector element를 fastener에 적용

Fastener에 대해 복잡한 거동을 묘사 :

연결을 완전한 강체로 묘사하는 것이 가능

국부 connector component에 대해 제한 없는 상대 거동 허용

connector 거동(탄소성, 감쇠, 마찰, 파손 등) 정의를 사용한 변형 거동 설정 가능

예 : Beam connector를 이용한 강체 충돌 해석

Connector elements

Page 27: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

27

Deformable fasteners still

holding

Failed fastener

Failed fasteners

Deformable fastener still

holding

Connector 적용과 기능 (7/7) 예 : Beam connector를 이용한 강체 충돌 해석

소성/손상/파손을 허용하는 fastener를 사용한 flange 연결

Page 28: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

28

Connector와 Multi-point Constraint 비교 (1/3)

장점 단점

- 결과 출력 가능 ( 제한 하중/모멘트 등)

- 종속적 DOF를 제거 하지 않으므로,

MPC를 사용할 수 없는 경우에 사용

가능

- 다양한 기능(재료 거동, 작동 등) 추가

가능

- Visualization 표현 가능

- 종속적 DOF를 제거하지 않으므로, 많은 계산 시간 소요

- MPC는 여러 node를 이용가능하나,

connector는 2개 node로만 구성

- 특정 MPC는 Connector로 대체 불가

Page 29: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

29

Connector와 Multi-point Constraint 비교 (2/3) 일부 connection은 MPC와 기능 및 이름이 중복

MPC type Connector

REVOLUTE REVOLUTE

UNIVERSAL UNIVERSAL

LINK LINK

BEAM BEAM

Page 30: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

30

Connector와 Multi-point Constraint 비교 (3/3) 일부 connection은 유사하지만, MPC와 동일하지 않은 기능과 다른

이름을 갖는 경우

이름이 다르면, 제한 수식이 다름 :

Connector 의 JOIN와 WELD는 node 간 전체 변위/회전에 작용

MPC의 PIN과 TIE는 증분별 변위/회전에 작용

일부 connection은 사용에 유의

BUSHING, FLOW-CONVERTER, SLIPRING 등

MPC type Connector

PIN JOIN

TIE WELD

Page 31: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

31

모델의 변형체/강체 구성품 (1/5) 모델의 구성품으로 다음이 가능:

변형체

강체 (display body 포함)

변형체 구성품

구성품의 변형을 계산

구성품 단위의 응력 해석 허용

강체 구성품

변형은 없다고 가정 (DOF는 6 개만)

모델의 운동학적 동적 거동 해석 허용

계산 시간 단축

Page 32: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

32

모델의 변형체/강체 구성품 (2/5) 강체 정의

강체는 mechanisom이나 multibody 해석에서 일반적으로 사용

변형체와 강체가 사용된 모델의 시각화 처리, 연결점에 대한 형상, 질량

특성의 자동 계산 등에 사용

손쉬운 정의

강체는 node/element/surface의 조합

이들 거동은 “reference node”라고 불리는 node에 의해서 거동이 좌우

Page 33: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

33

모델의 변형체/강체 구성품 (3/5) 사용

*RIGID BODY, REF NODE=n, ELSET=, ANALYTICAL SURFACE=, PIN NSET=, TIE NSET=

Keywords Interface

Abaqus/CAE Interface

double-click

Page 34: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

34

모델의 변형체/강체 구성품 (4/5) Display body 정의

구성품이 강체라면, rigid link로 모델 구성 :

Mechanism과 multibody는 Connector와 rigid link로 구성되어도 결과 예측에 충분

결과 가시화에는 어려움

Display body는 가시화 목적으로 사용 :

Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE에서 part를 display body constraint로

지정)

해석에서 display body는 무시 강체 사용시 보다 빠름

팁 :

이후 해석에서 변형체로 계산할 경우라면, 강체로 표현할 것

해석 시간을 빠르게 하기 위해서는 display body를 사용

Page 35: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

35

모델의 변형체/강체 구성품 (5/5) 변형체, 강체, display body는 동시에 사용 가능

강체와 변형체가 조합된 모델 Display Bodies

Page 36: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

36

Procedures (1/4) Connector element는 모든 procedure에 적용 가능

일반적으로 사용하는 procedure :

Explicit dynamics.

변형 해석 (정적/동적 해석, Abaqus/Standard 이용)

Linear perturbation analyses (Abaqus/Standard, 고유치/eigenvaule buckling 해석)

Page 37: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

37

Procedures (2/4) 기하 선형 해석에서 사용

비선형 운동학적 제한 조건을 갖는 Connector element가 기하 선형 해석에서 사용하는 경우, 운동학적 제한 조건은 선형화

예 : 기하 선형 해석에서 LINK connection type을 사용

Node a는 고정하고 node b는 적용된 하중에 의해 b”로 나타나야 한다고 가정

하지만, 선형 해석에서 node b 는 b’에 의해 표시되고, red dotted line에 항상 위치

LINK로 연결된 두 node 사이 거리는 일정하게 유지

초기 설정에 투영하였을 때

Connector가 포함된 경우, 기하 비선형을 반드시 사용!!

NLGEOM=Yes를

사용한 경우

NLGEOM=No을

사용한 경우

a b

b’

b”

LINK

초기위치

Page 38: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

38

Procedures (3/4) Linear perturbation procedure에서 connector

element kinematics는 base state에 대해서

선형화

운동학적 제한 조건은 선형화

Connector 거동은 이전 general analysis step의

최종 상태를 기준으로 선형화

예 : b를 b”로 이동에 기하 비선형을 사용한 LINK

connector를 고려

General step 이후에 linear perturbation step을 사용한

경우, connector element의 위치는 blue dotted line에

의해 표시

NLGEOM=Yes를 사용한

변형 위치

a b

b”

LINK

초기위치

Page 39: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

3DS

.CO

M/S

IMU

LIA

© D

assa

ult

Sys

tèm

es |

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion

| 11/

4/20

15 |

ref

.: 3

DS

_Doc

umen

t_20

12

39

Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간 적분

Connector element의 운동학적 제한, stop, lock 및 작동 거동은 implicit time

integration으로 처리

Connector 구성 거동(탄소성/감쇠/마찰 등)은 implicit로 적분

Implicit time integration의 장점은 이들 거동을 포함한 element는

안정성이나 해석의 시간 증분에 영향을 주지 않음

주의 : Abaqus/Explicit에서 connector를 포함하여 해의 정확성을

높이기 위해서, double precision을 이용할 것

Page 40: Flexible Multibody  · PDF file · 2015-11-04Part 형상에 mesh는 불필요 (Abaqus/CAE ... Procedures (4/4) Abaqus/Explicit에서 구성 응답의 시간

40

3DS

.CO

M ©

Das

saul

t S

ystè

mes

| C

onfid

entia

l In

form

atio

n | 1

1/4/

2015

| r

ef.:

3D

S_D

ocum

ent_

2013