Create Elements

 

기능

요소(Element)를 생성합니다.

 

호출

메인 메뉴에서 [Node/Element] 탭 > [Element] 그룹 > [Create Elements]

 

입력

Create Elements의 우측 : Elements Table 표시

Start Node Number

Model Window에서 요소와 함께 신규 생성될 절점의 절점번호를 지정하는데 사용됩니다. 이 번호는 현재까지 사용된 절점번호+1로 자동 설정되며, 이 사항을 수정할 경우에는 버튼을 클릭하여 선택사항을 변경하거나 원하는 번호를 입력하면 됩니다.

Start Element Number

새로 만들 요소번호를 지정하는데 사용됩니다. 이 번호는 현재까지 사용된 요소번호+1로 자동 설정되며, 이 사항을 수정할 경우에는 버튼을 클릭하여 선택사항을 변경하거나 원하는 번호를 입력하면 됩니다.

Material

재질번호를 입력하거나 재질 데이터가 미리 입력되어 있는 경우에는 재질명칭을 선택합니다.

No. : 키보드 또는 마우스로 재질번호 입력

Name : 재질명칭 선택

재질 데이터를 신규, 추가 입력하거나 조회 또는 수정이 필요한 경우에는 버튼을 이용합니다. 재질 데이터의 입력은 요소의 입력 전후 어느 단계에서도 가능합니다.

Section (또는 Thickness)

단면번호(두께번호)를 입력하거나 단면 데이터(두께 데이터)가 미리 입력되어 있는 경우에는 단면명칭(두께명칭)을 선택합니다.

No. : 키보드나 마우스로 단면번호(두께번호) 입력

Name : 단면명칭(두께명칭) 선택

단면 데이터(두께 데이터)를 신규, 추가 입력하거나 조회 또는 수정이 필요한 경우에는 버튼을 이용합니다. 단면 데이터의 입력은 요소의 입력 전후 어느 단계에서도 가능합니다.

Element Type

요소종류를 지정하고 추가데이터를 입력합니다.

Truss : 트러스요소


트러스요소의 이용 및 주의사항

Tension only/Hook/Cable : 인장력 전담요소

Tension only Truss

Allow. Comp : 허용되는 최대 압축력

Tens. Limit : 반복해석 수행시 허용되는 인장력

일반적으로 인장전담요소는 Allow Comp.를 "0", Tens. Limt는 체크하지 않은 상태로 정의합니다. Tens. Limit에 체크하고, 특정 값을 입력하여 요소를 정의하는 경우 요소의 축력이 입력한 값에 도달하면 해당 요소는 더이상 저항하지 못하며, 추가로 가해진 힘은 주변요소로 전달됩니다.

Hook : Hook Distance 이상의 변위가 발생하면 인장에 저항

Cable : 기하비선형 해석을 수행하는 경우는 탄성현수선 요소로 적용되며, 선형해석을 수행하는 경우에는 등가트러스 요소로 적용됩니다. 즉, 케이블요소를 선택하더라도 비선형해석을 수행해야 케이블의 비선형성을 고려할 수 있습니다.
기하비선형 해석의 수행여부는 Nonlinear Analysis Control 에서 정의하실 수 있습니다.

Lu : 길이비(Lu/L)를 이용하여 요소의 강성이나 인장력을 간접적으로 조정합니다. 예를 들어 Lu/L>1인 경우에는 Cable 요소가 처진 상태이므로 강성이 감소되어 적용되고, Lu/L<1인 경우는 두 절점간 거리가 요소의 길이보다 크게 입력된 것이므로 인장력이 도입된 것과 같은 효과를 발휘합니다. (Lu : Cable의 무응력장 길이, L : 요소의 길이)

Pretension : Cable에 도입된 장력을 직접 입력합니다.

Horizontal : 수평장력을 입력하여 Cable에 도입된 장력을 자동으로 환산합니다. 현수교 모델의 Cable장력 입력시 편리하게 사용하실 수 있습니다.

입력한 초기 인장력은 비선형해석을 수행한 경우에만 적용됩니다. 기하비선형 해석을 수행하지 않은 경우에 입력된 장력은 무시됩니다. 선형해석에서는 Pretension 하중으로 장력을 입력합니다.

Compression only/Gap : 압축력 전담요소

Compression only Truss

Allow. Tens : 허용되는 최대 인장력

Comp. Limit : 반복해석 수행시 허용되는 압축력

일반적으로 압축전담요소는 Allow Tens.를 "0", Comp. Limt는 체크하지 않은 상태로 정의합니다. Comp. Limit에 체크하고, 특정 값을 입력하여 요소를 정의하는 경우 요소의 축력이 입력한 값에 도달하면 해당 요소는 더이상 저항하지 못하며, 추가로 가해진 힘은 주변요소로 전달됩니다.

Gap : Gap Distance 만큼의 변위가 발생한 후 부터 압축에 저항합니다.

General beam/Tapered Beam : 보요소/변단면 보요소


보요소/변단면 보요소 이용 및 주의사항

Plate : 판요소

Thick : 두꺼운 판요소

Thin : 얇은 판요소


판요소에서 Thick와 Thin의 차이는 전단변형의 고려 여부로 구분된다. 자세한 사항은 Analysis & Design Manual의 "요소종류와 주요 고려사항" 중 "판요소" 부분 참조

With Driling DOF : 법선방향 자유도 고려 여부 선택


판요소의 이용 및 주의사항

Plane Stress : 평면응력요소

With Driling DOF : 판형요소(Plate/Plane Stress)의 요소좌표축 z방향 회전자유도 고려 여부의 선택


평면응력요소의 이용 및 주의사항

Plane Strain : 2차원 평면변형요소


2차원 평면변형요소의 이용 및 주의사항

Axisymmetric : 2차원 축대칭요소


2차원 대칭 요소의 이용 및  주의사항

Solid : 3차원 입체요소


입체요소의 이용 및 주의사항

 

Orientation

요소가 선요소(Truss, Beam 등)일 경우 단면의 요소좌표계 z축의 배치방향을 지정하기 위한 Beta Angle 또는 Reference Point의 좌표를 입력합니다.

Beta Angle을 이용하는 경우 모든 선요소의 N1 절점에서 N2 절점으로 진행하는 방향이 요소좌표계 x축이 됩니다.


선요소의 요소좌표계 x축이 전체좌표계 Z축과 평행하면 Beta angle은 전체좌표계 X축과 요소좌표계 z축이 이루는 각도가 된다. 각도의 부호는 요소좌표계 x축을 회전축으로 한 오른손법칙을 따른다. 그리고, 요소좌표계 x축이 전체좌표계 Z축과 평행하지 않으면 Beta angle은 전체좌표계 Z축과 요소좌표계 x-z 평면이 이루는 수직각도가 된다.(아래 그림 참조)


Beta Angle의 사용

 

Nodal Connectivity

Element Type (요소종류) 선정시 안내된 그림을 참조하여(N1, N2, … 순서)에 따라 요소연결 절점번호를 입력합니다.

요소연결 절점번호의 입력 방법은 다음과 같이 2가지가 있습니다.

  1. Nodal Connectivity 입력란에 절점번호를 직접 입력합니다.

  2. 마우스 커서로 Nodal Connectivity 입력란을 한 번 클릭하여 바탕이 연초록색으로 변하면 모델 윈도우에서 원하는 위치를 순차적으로 지정하여 요소를 입력합니다. 이러한 Mouse Editor 기능이 지원되는 입력란은 on-line manual에서 입력란의 이름에 표시가 추가됩니다. 마우스로 지정한 위치에 절점이 없으면 신규 생성됩니다. Point Grid (또는 Line Grid) 및 Grid Snap, Node Snap, Elements Snap 기능을 이용하면 편리합니다.Ortho 옵션을 선택하면 첫번째로 지정된 위치에서 현재 좌표계(사용자좌표계 또는 전체좌표계)의 좌표축과 평행한 방향으로만 스냅됩니다.

  3. 위치좌표나 상대거리, 또는 요소길이와 각도를 입력하여 요소를 생성할 점의 위치를 지정합니다.

x, y, z : 요소를 연결할 점의 현재 좌표계 기준 좌표값을 입력한 후 키보드의 Enter 키나 버튼을 클릭합니다.

dx, dy, dz : 기준점으로부터의 상대거리를 입력한 후 키보드의 Enter 키나 버튼을 클릭합니다. 문법을 사용하는 경우에는 지정된 입력방법(x, y, z/dx, dy, dz/ l, theta)과 무관하게 적용됩니다.

적용예 : 'dx, dy, dz'의 '10, 20, 10' => '@10, 20, 10'

l, theta : 기준점으로부터의 거리와 현재좌표계 x축과의 각도를 입력한 후 키보드의 Enter 키나 버튼을 클릭합니다. '@'와 '<'를 사용한 문법을 입력하는 경우에는 지정된 입력방법(x, y, z/dx, dy, dz/ l, theta)과 무관하게 적용됩니다.

적용예 : 'l,theta'의 '10, 15' =>'@10<15'


기준점은 최초 적용시 현재 좌표계의 원점으로 설정되며 기능 사용중에는 최근 적용된 점이 기준점이 된다. 기준점의 위치를 확인하려면 입력방법의 선택상황과 무관하게 입력란에 '@0'을 입력한 후 키보드의 Enter 키를 누른다.

 

Intersect

Intersect Node가 선택되면, 요소상에 기존의 절점이 있는 경우, 해당 절점위치에서 요소가 분할 생성됩니다. 요소종류와 무관하게 모두 적용됩니다.

Intersect Element가 선택되면, 생성될 선요소와 기존의 선요소가 서로 교차할 경우, 해당 교차점에 절점이 자동 생성되고 두 선요소가 분할됩니다.

Create Intersecting Nodes가 선택되면, 판형요소 및 입체요소 생성시 내부의 절점이 없더라도 외부의 절점에 의해 교차되는 위치에 절점을 생성한 후 판형요소나 입체요소를 생성합니다.

 

 

<그림6> Create Intersecting Nodes의 적용 예