[참조]

Plane Strain Finite Element Analysis using Abaqus/CAE 아바쿠스, 2018
[YouTube] https://youtu.be/JjhI7NhjAsM

 
(1) Part
(2) Property
(3) Assembly
(4) Step
(5) Interaction
(6) Load
(7) Mesh
(8) Job
(9) Visualization

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[문제]
내압을 받는 파이프에 대해 평면 변형률 해석을 수행하라.
.단위: mm, N -> MPa
.내반경이 6이고, 외반경이 12인 파이프
.내압: 15MPa
.재료: 강재(210,000MPa, nu=0.3)

(1) Part
.Create Part
 -Pipe, 2D Planar, Deformable, Shell, 200
 -파이프 단면의 1/4을 작성

(2) Property
.Create Material 
 -Alloy Steel: E=210000, nu=0.3
.Create Section
 -Planar, Solid(Default: 단위 폭), Homogeneous w/ Alloy Steel
.Assign Section

(3) Assembly
.Create Instance
 -part를 instance(실체)로 작성, Dependent(mesh on part)
 

(4) Step
.Create Step:
 -Step-1: Static, General -> Increment size(0.1)

(5) Interaction: 건너 뜀

(6) Load
.Crete Load
 -Load-1: Pressure|Uniform|15
.Crete BC
 -BC-1: Mechanical|Symmetry/... ~ 수평방향 롤러
 -BC-2: Mechanical|Symmetry/... ~ 수직방향 롤러

(7) Mesh
.Obeject: Part|Pipe 선택
.Global Seeds
 -Approximate global size(0.5)
.Assign Element Type
 -Plane Strain
  (Note: Plane Stress가 아닌 Plane Strain을 선정)
.Mesh Part

(8) Job
.Create Job: Pipe
.Edit Job
.File > Set Work Directory
 -작업 폴더 설정
.Job Manager
 -Submit > Results

(9) Visualization
.Deformed shape
.View > Graphic Options: Background = White
.Viewport > Viewport Annotation Options ~ (compass, title block 등 불필요한 것) 지우기
.View > ODB Display Options > Mirror/Patter: 1/4분면을 XZ, YZ축 Mirroring을 통해 원형 생성

■ 용어
▷ 평면변형률(Plane Strain) 
.평면내 변형만 발생한다. 즉, εxx ≠ 0, εyy ≠ 0, εxy = εyx ≠ 0 
.평면외 변형은 0이다. 즉, εzz = εxz = εyz = 0
.두께가 매우 두꺼운 재료나 구조의 경우에 유용하다. 예: 터널, 파이프 등 긴 구조물의 단면 해석

▷ 평면응력(Plane Stress)
.평면내 변형만 발생한다. 즉, σxx ≠ 0, σyy ≠ 0, σxy = σyx ≠ 0 
.평면외 응력은 0이다. 즉, σz = σxz = σyz = 0
.두께가 매우 얇은 재료나 구조의 경우에 유용하다. 예: 얇은 판 구조물의 해석