한국알테어의 YUNA 입니다!
유한요소해석에 관심있는 모든 분들을 위해 간단한 이론과 HyperMesh를 이용해서 FEA Process를 차근차근 배워보는 “야금야금 CAE: 꿀바른 HyperWorks”를 연재합니다.
1년에 걸쳐 연재할 예정이니 앞으로 한 주에 하나씩 함께 배워요!
제 11편 Meshing 소개 -3-
유한요소 해석을 잘하기 위해 여러가지 Element들의 특징들을 아는 것도 중요합니다.
각 Element에서 기억해야 할 특징 몇가지만 알아볼까요?!
먼저 1D Element 입니다.
1D Element의 특징은 단면정보가 필요합니다! 예를 들어 H Beam같은 경우도 1D Element로 표현할 수 있는데, 1차원 Element에 H Beam의 단면정보가 들어가야 되겠죠?
Element의 Type에 따른 특징을 보자면,
축방향의 인장과 압축을 계산하는 Rod Element!
인장, 압축 뿐만아니라 굽힘까지 계산하는 Beam Element!
※ 추가로 많이 쓰는 요소중 Rigid Element가 있습니다.
Rigid Element는 변위를 그대로 전달하는 완전강체 요소입니다.
그 다음은 2D/3D Element 입니다.
2D(Shell) Element와 3D(Solid) Element의 거동에서 중요한 특징은 계산 포인트입니다. 2D와 3D Element는 계산되는 포인트에 따라 1차 Element, 2차 Element로 나누어 집니다. 아래의 Shell Element를 통해 살펴볼까요?
각각 그림의 위쪽 라인의 Element는 꼭지점에만 표시가 된 1차 Element, 아래쪽 라인은 2차 Element입니다. 2차 Element는 꼭지점과 꼭지점 사이에 Mid 포인트가 하나 더 있죠?
Solver가 계산을 할때 1차 Element는 각 꼭지점 부분에서만 계산을 합니다. 하지만, 2차 Element는 이 중간 지점에서도 계산을 하게 됩니다. 따라서 더욱 유연하고 정확하게 계산을 할 수 있습니다. 하지만 계산 과정이 늘어나기 때문에 복잡한 모델에서 정확도를 올리겠다고 무작정 2차 Element로 생성하면 컴퓨터가 멈춰 버릴지도 몰라요~ 솔리드는 더 엄청나겠죠?! 1차 요소로 할 수 있는 건 최대한 1차 요소로 접근해 주자구요!
다음시간 부터는 지금까지 살펴본 Element들을 HyperMesh를 이용해 직접 생성해 보도록 하겠습니다:-)
– 참조
이 자료는 “Practical Finite Element Analysis” 책의 내용과, HyperWorks Help Documentation 자료를 포함하고 있습니다.
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