모델의 구속조건을 설정하는 방법은 [기본구속], [고급구속], [자동구속]이 있습니다.

기본구속

대상을 선택한 후, [고정구속], [핀구속], [회전구속] 중 해석모델의 거동에 적합한 조건을 선택하여 부여하면 됩니다.

고급구속

절점의 6자유도를 완전 구속하거나 부분적인 구속을 지정할 수 있습니다.

Tx, Ty, Tz는 x, y, z방향으로의 변위구속을 의미하며, Rx, Ry, Rz는 x, y, z방향으로의 회전구속을 의미합니다.

경계조건의 지정은 원하는 부분(점, 선, 면, 절점, 자유면 절점)에 구속조건을 입력할 수 있습니다.

구속조건은 요소절점에 부여되고 해석에 반영됩니다. 여기서, 점, 선, 면 등 기하형상에 구속조건을 설정하는 것은 선택한 형상에 포함된 요소절점을 선택하기 위한 편의적인 방법으로, 구속조건을 설정한 이후에 "절점작용경계로 변환" 기능을 통해 절점에 작용하는 경계조건으로 변경시킬 수 있습니다. 즉, 원하는 요소절점에 경계조건이 적절히 설정되었는지 검토할 때 사용됩니다.

자동구속

구속시키려고 하는 요소망세트를 선택하면 자동으로 구속조건을 생성합니다. 일반적인 응력해석에 대한 지반조건을 자동으로 설정하며, 모델 좌/우측에 대해서는 x방향 변위구속을, 앞/뒤축에 대해서는 y방향 변위구속을, 모델하부에 대해서는 x, y 방향 변위를 구속합니다.

경계조건세트

설정한 구속조건을 원하는 경계조건 세트에 등록합니다. 이 때 사용자가 원하는 대로 경계조건 세트의 이름을 지정할 수 있습니다.

대칭 및 역대칭 구속

경계조건은 크게 해석 대상물의 실제 구속 조건을 그대로 지정하는 경우와 구조물의 대칭성을 이용하여 전체모델을 해석하지 않고 대칭 영역만을 해석한 경우의 경계 조건으로 분류할 수 있습니다.

대칭성의 적용은 모델링의 편의성, 해석시간 단축이 가능하므로 매우 효과적인 방법입니다.

구조물의 기하형상과 하중이 대칭일 경우, 1/2모델, 또는 1/4모델을 이용하여 요소 수를 줄이면 해석시간을 단축시키므로 경제적인 모델을 만들 수 있습니다. 그러나 대칭모델을 이용하여 얻은 해석결과는 전체모델에 대하여 나타낼 수 없으므로 전체모델의 변형형상이나 응력분포를 확인할 때는 제약이 따르게 됩니다. 이때 추가 뷰조작 도구모음에 내장되어 있는 대칭모델보이기 기능을 이용하면 1/2모델, 1/4모델의 해석결과를 전체모델로 확장하여 확인할 수 있습니다.

• 대칭 경계조건을 부여하는 방법

기하형상, 재질, 하중, 경계조건이 하나 이상의 평면이나 축에 대하여 대칭이라면 대칭 경계조건을 사용할 수 있습니다. 대칭모델보이기에서는 1/2, 1/4, 1/8 대칭모델의 결과를 전체모델로 확장, 출력하는 기능을 제공하고 있습니다. 대칭 경계조건을 부여하려면 구조물이 대칭면을 침범하지 못하도록 경계조건을 지정해야 합니다.

아래 그림은 솔리드 모델의 대칭 구속 조건을 부여한 예입니다. YZ 평면에 대하여 대칭 경계조건을 부여하기 위하여 병진 자유도 Tx를 구속하였습니다. 만약, XY 평면이라면 Tz를, ZX 평면이라면 Ty를 구속해야 합니다.

<쉘과 솔리드 모델의 대칭 구속조건>

또한 솔리드 요소는 회전에 대한 자유도가 없으므로 대칭모델의 경계조건 중 이동변위만 구속합니다. 하지만 Shell 모델인 경우에는 대칭면을 침범하지 못하도록 회전 자유도까지 구속해야 합니다. 즉, YZ 평면에 대해서는 Tx, Ry, Rz를, XY 평면에 대해서는 Tz, Rx, Ry를, ZX 평면이라면 Ty, Rx, Rz를 구속해야 합니다.

대칭 경계조건을 적용하는 경우에는 하중의 크기도 대칭조건에 맞게 변환해야 합니다. 또한, 모델형상과 좌굴형상은 비대칭 진동 모드 또는 비대칭 좌굴가능성 때문에, 대칭조건을 적용하면 안됩니다.