유한요소해석 출력 데이터의 유형에 대해 상세하게 설명 합니다. 여기서 설명하는 내용은 유한요소해석 프로그램에서 제공하는 가장 일반적인 기능들 입니다. 이용 가능한 기능에 대해 더 자세한 내용은 사용 중인 소프트웨어의 매뉴얼을 참고하기 바랍니다.
동해석에서는 각 단계별 또는 주요 구간별로 결과를 확인할 수 있습니다. 사용자 정의 좌표 계로 결과를 확인할 경우에, 일부 해석 프로그램에서는 모델링 단계에서 이 좌표계를 미리 정의해야 하는 경우도 있습니다.
변위
변위의 크기를 나타내기 위해 전역 좌표계 또는 사용자 정의 좌표계 중 하나에 대해 결과를 나타낼 수 있습니다 . 이러한 표현 방법은 특정한 방향을 따라가는 구조의 강성에 관심이 있을 경우 매우 유용 합니다 . 물론 관심 방향이 전역 좌표계 또는 직교 좌표계와 일치 하지 않을 경우에는, 해석 프로그램이 허용하는 범위 내에서 모델링 단계나 결과를 출력 하는 단계에서 적절한 좌표계를 생성해야 합니다 . 압력 용기에 대해 반경 방향 변위를 출력하는 방법은 이런 경우의 좋은 예 입니다.
회전
사용중인 해석 프로그램이 솔리드에서 회전 자유도를 지원하지 않는다면 , 솔리드가 아닌 요소에 대해서만 회전 결과를 출력할 수 있습니다. 이러한 해석 결과는 일반적으로 회전 벡터의 크기나 좌표계의 각 좌표축에 대한 회전 벡터 분력의 크기를 확인하는 데 이용 할 수 있습니다 . 자동차 프레임과 같이 비틀림 강성이 중요할 때 이 값들은 유용 합니다.
속도와 가속도
동해석 결과를 검토할 때는 정의된 각 구간에서의 속도와 가속도를 출력할 수 있습니다. 이들 결과는 선형 혹은 회전이며 , 전역 좌표계 또는 사용자 정의 국부 좌표계에서 크기 혹은 좌표축에 대한 성분으로 출력할 수 있습니다.
변형률
요소의 변형률은 변위 결과로부터 직접 구해지는 값 입니다 . 이 값은 변위나 응력만큼 자주 사용되는 값은 아닙니다 . 그러나 파열 (rupture) 평가와 같은 특정한 목적에서는 변형률 값을 확인하는 것이 해석의 목적 입니다 . 또한 스트레인 게이지를 이용한 실험 데이터와 해석 결과 값의 비교를 위해서도 사용 됩니다 . 일반적으로 변형률 값이 양 이면 인장을 의미하고 , 음 이면 압축을 나타 냅니다.
➢ 주변형률
계산된변형률을 모델 내 모든 점에서 주변형률로 표현할 수 있습니 다. 최대 주변형률은 이 값들 중 가장 큰 양 ( 의 값이고 , 최소 주변형률은 가장 작은 양의 값 , 중간 주 변형률은 최대와 최소값 사이의 값을 가집니다.
➢ 수직변형률과 전단 변형률
또한 수직 변형률과 전단 변형률도 모델 내 모든 점에서 표현이 가능 합니다. 수직 변형률은 변형률 성분들 중에서 XX 와 YY, ZZ 성분으로 나타내며 , 전단 변형률은 XY 와 XZ,YZ 평면으로 표현 됩니다 . 이 값들은 일반적으로 전역 좌표계 방향으로 표현되지만 사용자 정의 좌표계를 선택하여 나타낼 수도 있습니다.
➢ 쉘 멤브레인과 횡방향 전단 변형률
특히 쉘 요소에 대해서는 다른 결과 출력 방식을 이용할 수 있 습니다 . 쉘 멤브레인 변형률은 쉘 요소의 중간면 상에서 정의되는 2 축 변형률 상태를 나타냅니다 . 이들 변형률은 최대 혹은 최소 주변형률 또는 XX YY 수직 변형률, XY 전단 변형률 값으로 표현 됩니다 . 이 정의는 각 요소의 국부 좌표계에 활용되며 , Z 축은 쉘에 대해 수직 입니다 . 이와 반대로 쉘의 횡방향 전단 변형률은 쉘의 두께 방향으로 발생하며, 요소의 X 와 Y 방향에 대하여 표현 됩니다.
➢ 변형률 에너지
많은 경우에 실제 변형률보다 변형률 에너지에 더 많은 관심이 있을 수 있습니다 . 이 값은 연성 재료에서 고응력이 발생하는 영역을 예측할 때 유용하며, von Mises 응력을 유도하는 근거가 됩니다 . 변형률 에너지는 다양한 형태의 표현으로 이용 가능합니다. 전체 요소에 대해서는 총 변형률 에너지가 사용될 것 입니다 . 쉘 요소에서는 요소의 중간면이 늘어남에 따라 발생하는 단위 면적당 멤브레인 변형률 에너지의 값으로 표현 됩니다 . 쉘과 선 요소는 단위 길이 당 굽힘과 전단 변형률 에너지 양쪽 모두가 표현 됩니다. 단위 길이 당 인장과 비 틀림 변형률 에너지는 선 요소에서만 이용할 수 있습니다.
응력
응력결과는 일반적으로 파괴를 예측하기 위해 사용되기 때문에 , 결과 표현 방식의 선택은 각각의 특정한 해석에 사용된 파괴 이론과 밀접한 관계가 있습니다.
➢ 주응력
최대 주응력을 선택하면 , 모든 요소에서 가장 큰 양 의 주응력을 후처리기를 통해 출력합니다 . 반대로 최소 주응력을 선택하면 모든 요소에서 가장 작은 양 의 주응력을출력합니다. 최대와 최소 주응력은 최대 수직 응력 이론에 의한 파괴 기준으로 사용 됩니다. 중간 주응력은 최대와 최소 주응력의 중간 값을 가 집니 다 . 일반적으로 양의 값은 인장 응력을 나타내며 , 음의 값은 압축 응력을 나타냅니다.
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