Creo Ansys Simulation의 접촉 동작
시뮬레이션 검토 중에 접촉하는 참조가 동작하는 방식(연결 유지, 미끄럼 또는 분리)을 접촉 동작이라고 합니다. > > 을 클릭하여 접촉 동작을 정의합니다. 한 참조는 접촉 참조로 간주되고 다른 참조는 대상으로 간주됩니다. 모든 접촉 동작은 자동 비대칭으로 정의되므로 해결자는 최상의 접촉 및 대상을 자동으로 제어합니다.Creo Ansys Simulation에서는 다음 유형의 접촉 동작을 정의할 수 있습니다.
• 결합됨(Bonded) - 접촉하는 참조 간에 분리나 슬라이딩이 허용되지 않습니다. 결합된 접촉은 마주하는 컴포넌트 간의 자유도가 0이며 서로 접착된 것으로 간주할 수 있습니다. 시뮬레이션 검토 중에는 결합된 컴포넌트가 서로 분리되지 않습니다. 이 유형의 접촉은 하중을 가하는 동안 접촉 길이 또는 영역이 변경되지 않으므로 선형 솔루션을 허용합니다.
• 분리 없음(No Separation) - 결합된 접촉과 마찬가지로, 시뮬레이션 검토 중에는 접촉하는 참조를 분리할 수 없습니다. 그러나 접촉하는 참조를 따라 약간의 무마찰 슬라이딩이 발생할 수 있습니다.
열 검토에는 이 옵션을 사용할 수 없습니다.
• 자유(Free) - 연결된 컴포넌트 또는 서피스가 서로 상대적으로 자유롭게 이동할 수 있습니다. 컴포넌트는 서로 분리되거나 상호 관통할 수도 있습니다. 가해진 힘은 연결된 컴포넌트 또는 서피스 간에 전달되지 않습니다.
• 무마찰(Frictionless) - 이 설정은 표준 한면 접촉을 모델링합니다. 즉, 분리가 발생하면 수직 압력이 0과 같습니다. 따라서 하중에 따라 바디 사이의 모델에 간격이 형성될 수 있습니다. 이는 하중이 가해질 때 접촉 영역이 변경될 수 있기 때문에 비선형 케이스입니다. 이 옵션은 자유 미끄럼을 허용하는 마찰 계수가 0인 것으로 가정합니다. 이 접촉 설정을 사용할 때 모델이 잘 구속되어야 합니다.
• 마찰(Frictional) - 이 설정에서 두 접촉 형상은 인터페이스 간에 전단 응력을 특정 강도까지 전달한 후 서로 상대적으로 미끄럼을 시작할 수 있습니다. 모델은 접촉 압력의 일부로 형상에서 미끄럼이 시작되는 등가 전단 응력을 정의합니다. 전단 응력이 초과되면 두 형상이 서로 상대적으로 미끄러집니다. 마찰 계수는 음수가 아닌 값일 수 있습니다.
• 황삭(Rough) - 이 설정은 모서리 또는 서피스 간에 미끄럼이 없는 완벽한 황삭 마찰 접촉을 모델링합니다. 기본적으로 간격의 자동 닫기는 수행되지 않습니다. 이 경우는 접촉 바디 간의 무한 마찰 계수에 해당합니다.
구조 접촉 동작(Structural Contact Behavior) 대화 상자에서 다음 옵션을 정의할 수 있습니다.
• 마찰 계수(Coefficient of friction) - 마찰 계수는 치수부재 숫자로, 접촉하는 두 영역에 대한 마찰력과 수직항력 사이의 비율로 정의됩니다. 값은 0보다 크고 무한대보다 작은 음수가 아닌 숫자일 수 있습니다.
• 공식(Formulation) - 이 옵션을 사용하면 소프트웨어에서 특정 접촉 쌍 계산에 사용하는 알고리즘을 지정할 수 있습니다. 다음과 같은 공식 유형이 제공됩니다.
◦ 프로그램 제어(Program controlled) - 기본 및 권장 공식입니다.
◦ 어그멘티드 라그랑주(Augmented Lagrange) - 페널티 기반 방법이기도 합니다. 퓨어 페널티 방법에 비해 이 방법은 대개 더 나은 컨디셔닝을 수행하며 접촉 강성 계수의 강도에 덜 민감합니다. 그러나 일부 분석에서 이 어그멘티드 라그랑주 방법은 특히 변형된 메쉬가 너무 왜곡될 경우 추가 이터레이션이 필요할 수 있습니다.
◦ 퓨어 페널티(Pure penalty) - 페널티 방법을 기반으로 하는 기본 접촉 공식입니다.
◦ 다중 점 제약 조건(Multi-point constraint) - 결합됨(Bonded) 및 분리 없음(No Separation) 접촉 동작 유형에 사용할 수 있습니다. 다중 점 제약 조건 방정식은 바디를 함께 묶기 위해 내부적으로 생성됩니다. 이는 완전한 선형 접촉이 필요한 경우 또는 페널티 함수가 사용되면 발생할 수 있는 자유 진동에 대한 비제로 모드 문제를 처리하려고 할 때 유용할 수 있습니다. 접촉 기반 결과(예: 압력)는 0이 됩니다.
◦ 노멀 라그랑주(Normal Lagrange) - 접촉이 닫히면 제로 통과를 적용하여 라그랑주 승수를 수직 방향에 사용하고 탄젠트 방향으로는 페널티 방법을 사용합니다. 이 설정에는 수직 강성을 적용할 수 없습니다. 노멀 라그랑주는 추가 자유도로 모델에 접촉 견인력을 추가하고 접촉 조건을 안정화하기 위해 추가 이터레이션이 필요합니다. 노멀 라그랑주는 어그멘티드 라그랑주 설정에 비해 계산 비용이 증가하는 경우가 많습니다.
• 접촉 감지(Contact Detection) - 접촉 감지 방법을 선택하면 양호한 수렴을 얻기 위해 분석에 사용되는 접촉 감지 위치를 선택할 수 있습니다. 다음 접촉 감지 방법 중 하나를 선택합니다.
◦ 프로그램 제어(Program Controlled) - 접촉을 감지하기 위한 기본 및 권장 메커니즘입니다.
◦ 접촉 감지 반경(Contact detection radius) - 지정된 반경 값으로 정의된 영역 내의 접촉을 활성화합니다. 이는 공차 설정과 유사합니다. 이 감지 반경의 기본값은 1.0입니다.
◦ 감지 반경 계수(Detection radius factor) - 자동으로 계산된 접촉 감지 반경에 값(Value) 상자에 지정한 고정 값을 곱합니다.
• 간격 및 중첩 모델링(Modeling Gaps and Overlaps) - 마찰, 무마찰 및 황삭 비선형 접촉 유형의 경우 간격을 모델링하고 접촉하는 영역을 보다 정확하게 모델링할 수 있습니다. 다음 추가 작업 옵션을 지정할 수 있습니다.
◦ 간격/중첩 조정(Adjust gap/overlap) - 다음 방법 중 하나를 선택하여 간격 또는 중첩 형상을 모델링합니다.
▪ 프로그램 제어(Program controlled) - 간격 및 중첩 형상을 처리하는 데 사용할 방법을 소프트웨어에서 결정하는 기본 메커니즘입니다.
▪ 의도하지 않은 간격/중첩 수정(Fix unintentional gaps/overlap) - 의도하지 않은 간격을 닫고 접촉하는 서피스 간의 간섭을 무시하여 무응력 상태를 시뮬레이션합니다.
▪ 오프셋 값 정의(Define offset value) - 접촉하는 서피스를 이동할 값을 지정합니다. 값은 실수여야 합니다. 양수 값은 간격을 닫기 위해 접촉 서피스가 대상 서피스를 향해 이동함을 의미합니다. 음수 값은 중첩을 해결하기 위해 접촉 서피스가 대상 서피스로부터 멀리 이동함을 의미입니다. 두 경우 모두 오프셋 이동으로 인한 응력이 관련 컴포넌트에서 시뮬레이션됩니다.
◦ 강성 계수(Stiffness factor) - 수직 강성 계수입니다. 자동 계산된 강성 계수에 여기에 지정된 상수 값을 곱합니다. 마찰, 무마찰 및 황삭과 같은 비선형 접촉 유형에 사용할 수 있습니다.
구조 접촉 동작 생성
접촉 동작을 생성하려면 다음 단계를 수행합니다.
1. > > 을 클릭합니다. 구조 접촉 동작(Structural Contact Behavior) 대화 상자가 열립니다.
3. 접촉의 이름을 지정하거나 기본 이름을 그대로 사용합니다.
4. 마찰 유형 동작의 경우 마찰 계수(Coefficient of friction) 값을 지정합니다. 값은 0보다 크고 무한대보다 작은 음수가 아닌 숫자일 수 있습니다.
5. +를 클릭하여 추가 설정 영역을 확장하고
공식 설정을 지정합니다.
9. 확인(OK)을 클릭하여 접촉 동작을 생성하고 저장합니다. 접촉 동작은 시뮬레이션 트리에 표시되며 이를 사용하는 접촉의 모 노드입니다.