김서형님과 화니님의 좋은 설명 감사드립니다. 제 질문이 너무 단순했던 것 같군요. 추가 설명을 드리겠습니다.
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화니님이 말씀하신 것처럼 서로 다른 DOF를 가지고 있는 경우에는 정상적인 결합이 되지 않습니다. Solid45는 moment를 전달하지 못하므로, beam4나 shell63과는 정상적으로 연결될 수 없습니다.
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제가 질문에 쓴 것 처럼, 이를 극복하는 방법은 다음과 같습니다.
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1) beam이나 shell을 약간 solid내부로 밀어 넣도록 모델링을 하면, moment를 전달 할 수 있습니다. 이 방법의 장점은 구현이 쉽다는 것입니다. 그렇지만, 단점은 밀어넣은 부분때문에 실제는 존재하지 말아야 할 강성이 추가 된다는 것입니다. 이 부분에 대해서 깊이 있는 경험이 있는 분이 토의해 주시면 좋겠습니다.
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2) 두번째 방법은 CERIG (또는 CE) 명령어를 사용해서 모멘트가 beam이나 shell에 전달되도록 하는 것입니다. 예를 들면, 한 Solid45요소의 몇 노드의 변위를 이용하면 어떤 rotation이 전달되어야 하는지 알 수 있고, Solid와 접하는 접합지점(노드)의 beam이나 shell의 rotation을 이 값으로 지정하는 것입니다. 2차원 문제는 상대적으로 쉬우나, 3차원 문제는 아주 단순하지 않습니다.
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2차원 문제에 대한 해설은 ANSYS 9.0 Modeling and Meshing Guide 12.6에 잘 나와 있습니다. 여기에서는 CE 명령어를 이용해서 BEAM3 element 와 PLANE42를 접합하는 방법을 상세하게 설명하고 있습니다.
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제가 질문한 의도는, 3차원 문제에 대해서 CERIG나 CE를 이용해서 Solid45와 Beam4나 Shell63를 결합하고 해의 정확성을 검증한 경험이 있는 분들이 정보를 공유하시기 부탁드리기 위해서 입니다.
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3) 많은 분들이 beam4와 shell63은 각각 3개의 병렬 자유도와 회전 자유도를 가지고 있기 때문에 문제 없이 결합될 수 있다고 생각하시지만, 그렇게 단순하지가 않습니다. Shell의 평면 방향 회전강성(rotz)은 가상 강성이기 때문입니다.
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아래 설명은 ANSYS 9.0 Modeling and Meshing Guide 에서 발췌한 내용입니다 (일부만 발췌. 더 자세히 보고 싶으신 분은 이 Guide 2.5를 보시기 바랍니다)
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Both 3-D beam elements and 3-D shell elements have 6 DOFs per node. However, the ROTZ degree of freedom of the shell element (the drilling mode) is associated with the in-plane rotational stiffness. This is normally a fictitious stiffness; that is, it is not the result of a mathematical calculation of the true stiffness. Thus, the ROTZ degree of freedom of the shell element is not a true DOF.
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Therefore, it is not consistent to connect only one node of a 3-D beam element to a 3-D shell element such that a rotational DOF of the beam element corresponds to the ROTZ of the shell element. You should not join beams to shells in this manner.
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이 부분에 대해서 이론적인 공부를 하신 분이나 경험이 있으신 분의 의견 부탁드리겠습니다.
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첫댓글단순히 노드만 공유하게 되면 쉘이랑 솔리드가 붙어 있는 곳에서 쉘이 d,all,all로 붙어 있는게 아니라, d,all,ux,uy,yz로만 붙어 있는게 되어 휙 돌아 가게 됩니다. 따라서 MPC로 묶어 줘야 하는데, contact 메니저에서 간단하게 처리 할 수 있습니다. 우선은 쉘 부분이 contact가 되어야 하고, 솔리드의 면 부분이 trg
target이 되도록 잡아 줍니다. 그리고 나서. contact algorithm을 mpc algorithm으로 바꿔 주시고, type of constraint를 shell/solid로 바꾸어 주시면 됩니다. 옵션에 대한 자세한 내용은 ANSYS Help파일 11.7. Using the Internal MPC Approach for Assemblies and Kinematic Constraints을 참고하시면 될듯 하네요
첫댓글 단순히 노드만 공유하게 되면 쉘이랑 솔리드가 붙어 있는 곳에서 쉘이 d,all,all로 붙어 있는게 아니라, d,all,ux,uy,yz로만 붙어 있는게 되어 휙 돌아 가게 됩니다. 따라서 MPC로 묶어 줘야 하는데, contact 메니저에서 간단하게 처리 할 수 있습니다. 우선은 쉘 부분이 contact가 되어야 하고, 솔리드의 면 부분이 trg
target이 되도록 잡아 줍니다. 그리고 나서. contact algorithm을 mpc algorithm으로 바꿔 주시고, type of constraint를 shell/solid로 바꾸어 주시면 됩니다. 옵션에 대한 자세한 내용은 ANSYS Help파일 11.7. Using the Internal MPC Approach for Assemblies and Kinematic Constraints을 참고하시면 될듯 하네요
해보시면 아시 겠지만 아주 간단하게 구현 하실 수 있을 것입니다.