11 3차원보요소예제[1]

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Unformatted text preview: Prof. Y. Y. Kim S olid Mechanics1 Seoul National University Spring, 2001 Example <1> 100 N/m 100 N 1m 1m [ 0 단계 – A nsys 실행 ] 6m 3m 3m - I nteractive 을 실행하면 아래와 같은 창이 뜬다. W orking directory 와 Initial jobname 을 지정하고 R UN 을 눌러 Ansys 를 실행시킨다. Prof. Y. Y. Kim S olid Mechanics1 Seoul National University Spring, 2001 [ 1 단계 – P reprocessor 전처리(PREP7) ] 사용할 element 를 지정하고, element real constant(요소 상수)와 재료의 물성치를 입 력하며 모델의 형상을 생성하고 모델의 요소를 생성하는 mesh 작업을 수행한다 <1> 요소지정 beam element [188] ANSYS Main Menu> Preprocessor> Element Type> Add/Edit/Delete> Add… 아 래와 같이 지정한 후 O K 한 다. <2> 요소 상수 입력, Beam 단면 정의 요소상수, real constant 에서 면적 모멘트, Beam height, Beam 의 단면적 값을 계산 하여 넣어줄 수도 있으나 Beam 의 section 을 지정해주면 계산할 필요가 없다. ANSYS Main Menu> Preprocessor> Material Properties > Isotropic 옆의 그림과 같이 탄성계수값을 대입하고 OK 를 누른다. Prof. Y. Y. Kim S olid Mechanics1 Seoul National University Spring, 2001 <3> 요소 상수(real constant) 입력 o r Beam section 정의 - 요소상수에서 면적 모멘트, Beam height, Beam 의 단면적 값을 계산하여 넣어줄 수도 있 으나 Beam 의 section 을 정의해주면 계산할 필요가 없다. Preprocessor > Sections > Beam > Common Sections.... 그림에서 b, h 값을 입력한 후 OK 를 누른다. <4> 모델 생성 Beam을 간단하게 하나의 Line 으로 생성할 수 있다. Ansys 에서는 Keypoint를 생성하고, Keypoint를 이어서 Line 을 생성한다. Preprocessor> Create> Keypoints> In Active CS ... 두 종 류의 분포하중이 존재하므로 이를 고려하여 line 을 세개 만들어야 하므로, keypoint 를 4개 만들고, 빔 단면적에 대한 방위점이 필요하므로 하나 더 만들어 총 5개 의 keypoint 를 만든다. Prof. Y. Y. Kim S olid Mechanics1 Seoul National University Spring, 2001 그림과 같은 방식으로 다음과 같이 입력하여 다섯개의 keypoint 를 만든다. NPT = 1 NPT = 2 NPT = 3 NPT = 4 NPT = 5 ( X, Y, Z ) = ( 0, 0, 0 ) ( X, Y, Z ) = ( 6, 0, 0 ) ( X, Y, Z ) = ( 9, 0, 0 ) ( X, Y, Z ) = ( 12, 0, 0 ) ( X, Y, Z ) = ( 12, 5, 0 ) => [ Apply ] => [ Apply ] => [ Apply ] => [ Apply ] => [ OK ] 이제 Line 을 생성해보자. Preprocessor> Create> Lines> Straight Line 창이 뜨면 두 개의 keypoint 씩(1,2)(2,3)(3,4) 클릭하여 3개의 line 을 생성한다 Prof. Y. Y. Kim S olid Mechanics1 Seoul National University Spring, 2001 라인을 생성한 후의 모습은 아래와 같다. <5> Attributes 정의 다른 물성치를 가지는 모델들의 속성을 정의하는 것으로 여기서는 각 line 의 특성이 동일 하므로 All Lines 로 한다. Preprocessor> Attributes> Define> All Lines... Beam 단면적의 방위를 정해야 하므로 위의 그림과 같이 Yes 로 바꾸어 놓는다. 나머지는 Default 로 하면 된다. Prof. Y. Y. Kim S olid Mechanics1 Seoul National University Spring, 2001 OK 를 누른 후 keypoint 를 pick 하도록 창이 뜨는데. 앞에서 지정한 5 번의 keypoint 를 지정한 후 OK 를 누르면 된다. <6> Meshing - 이 제 모델을 앞에서 지정한 요소들로 나누기 위한 mesh 작업을 한다. Preprocessor> Meshing> Size Cntrls> All Lines... 위와 같은 창이 뜨면 각 요소의 길이를 0.5로 하고 나머지는 그대로 두고 OK 를 누른다. Preprocessor> Meshing> Mesh> Lines + > 이를 수행하면 창이 뜨는데 모든 Line 의 Mesh 를 동일하게 할 것이므로 p ick all 을 누 르면 된다. -전처리 단계 끝- [ 2 단계 – Solution(SOLU) ] 모델 지지점의 자유도를 구속하며 하중을 가한 후 해를 구하는 과정이다. <1> Displacement and Loading x=0 지점이 clamped 되어 있으므로 모든 자유도가 구속 되어야 한다. 1번 절점(Node)를 구속하도록 한다 S olution> Apply> Displacement> On Node Prof. Y. Y. Kim S olid Mechanics1 Seoul National University Spring, 2001 위의 과정을 수행하면 아래 왼쪽과 같은 창이 뜬다. 이때 1번 노드를 마우스로 클릭하고 OK 를 누르면 오른쪽과 같은 창이 뜨는데 밑의 그림대로 설정하면 모든 자유도를 구속하게 된다. 이제는 하중을 부여한다. Solution> Apply> Pressure> On Lines> 위의 과정을 수행하면 Line 을 선택하는 창이 뜨고 균일 하중이 걸리게 될 두번째 라인을 선택하고 OK 를 누른다. 그러면 아래그림과 같은 창이 뜨고 그림과 같이 설정한후 OK 한 다.(두번째 칸은 비워둔다.) Prof. Y. Y. Kim S olid Mechanics1 Seoul National University Spring, 2001 위의 과정을 되풀이하여 세번째 라인에 경사진 분포하중을 주는데 다음과 같이 설정하면 경사진 분포하중을 줄 수 있다. ( 두번째 칸에 0을 대입한다.) 이제 끝단에 주어진 집중하중을 주어야 한다. 다음과 같은 경로로 수행한다 Solution> Apply> Force/Moment> On Nodes 끝 단의 절점을 선택한후 OK 를 누른 후 다음과 같이 설정한후 OK 한다. Prof. Y. Y. Kim S olid Mechanics1 Seoul National University Spring, 2001 하중을 가한 후에 다음과 같은 그림이 된다. 이제 solve 명령으로 모델의 각 노드에서 응력과 변위 등을 구한다. Solution > - Solve - Current LS> ? OK click! [ 3 단계 – Postprocessor 후처리기(POST1) ] 계산된 응력과 변위 결과를 graphic 으로 볼 수 있다. <0> 먼저 빔단면을 나타내고 3차원으로 볼 수 있도록 다음과 같이 수행한다. 풀다운 메뉴에서 <PlotCtrls > 의 Style 에서 S ize and Shape 을 선택한후 아래와 같이 설 정한다. Prof. Y. Y. Kim S olid Mechanics1 Seoul National University Spring, 2001 다음으로 다시 풀다운메뉴의 P lotCtrls> Pan,Zoom,Rotate … 를 선택한다 옆의 그림에서 ISO 를 선 택하면 3차원으로 모델을 볼 수 있다. <1>Plot Results General Postproc> Plot Results> Nodal Solution... 위와 같이 선택하면 다음과 같은 창이 뜬다. .Von Mises Stress 를 보도록 한다. Prof. Y. Y. Kim S olid Mechanics1 Seoul National University Spring, 2001 위의 그림에서 DMX, 최대 deflection, SMX, 최대 응력을 말합니다 < 2> List Result L ist Result는 우리가 원하는 결과를 데이터로 취할 수 있습니다. 결과를 그래프 작업을 하거나 할 때 유용하게 사용할 수 있습니다. 또한 이 List Result는 선택된 Node에 대해 서 결과를 볼 수 있습니다. 따라서 관심있는 부분의 node만을 선택한 후 List Result로 보면 아주 좋습니다. 여기서는 전부에 대하여 보도록 하겠습니다. General Postproc> List Results> Nodal Solution... 이를 실행하면 각 절점에서의 계산 결과가 하나의 창으로 나타납니다. < 3> “nlist”, “elist” command 사용 Prof. Y. Y. Kim S olid Mechanics1 Seoul National University Spring, 2001 Example <2 > 위와 같은 가로등이 있다 끝단에서의 처짐을 구하라. 앞의 예제와 비슷한 방법으로 풀 수 있습니다. 다만 수직빔과 수평빔의 단면이 다르므로 이를 주의해서 모델링을 하셔야 합니다. <1> 앞의 요소와 같은 요소를 두번 Add 하여 지정한다. 그리고 앞의 예제처럼 재료물성 치인 탄성계수값을 넣어준다. ( E = 2 9e6 ) <2> Keypoint 를 다음과 같이 지정한다. x Number 1 2 3 4 5 (6*12) -10 (3*12) 0 y 0 (15*12) (15*12) (7.5*12) (15*12)+1 5 z 0 0 0 0 0 -> 4,5 은 각각의 수평빔의 방위점이 된다. <3> Line 을 모델링한다. 앞의 예제와 같은 방법으로하면 됩니다. Prof. Y. Y. Kim S olid Mechanics1 Seoul National University Spring, 2001 <4> Beam Section 을 정의합니다. 수평 Beam 과 수직 Beam 의 단면적이 다르므로 다음과 같이 두가지를 정의합니다. <5> 위에서 생성한 각 라인들에 해당되는 단면적과 속성을 지정합니다. Preprocessor> Attributes> Define> Picked Line + - 왼 쪽그림과 같이 빔단면적 1로 하고 yes 로 설정한 후 keypoint 는 4번을 찍는다. 오른쪽그림과 같이 빔단면적 2로 하고 yes 로 설정한 후 keypoint 는 5번을 찍는다. Prof. Y. Y. Kim S olid Mechanics1 Seoul National University Spring, 2001 <6> 이제 Meshing 을 할 차례이다. Preprocessor> Meshing> Size Cntrls> Picked Lines … + 1번 라인을 선택하고 NDIV 을 아래와 같이 10 으로 둔다. 반복하여 2번 라인을 선택하고 이제는 NDIV 를 8로 둔다. 그리고 다음과 같이 수행한다. Preprocessor> Meshing> Mesh> Lines + Pick all > <7> Solution S olution> Apply> Displacement> On Node 아랫단의 절점을 선택하여 모든 자유도를 구속하도록 한다. Solution> Apply> Force/Moment> On Nodes 위와 같이 수행하여 끝단에 힘을 가하도록 한다. 힘의 크기는 -40으로 한다. S olution > - Solve - Current LS> Prof. Y. Y. Kim S olid Mechanics1 Seoul National University Spring, 2001 <8> 해석 결과 보기 앞의 예제와 마찬가지 방법으로 변위와 응력분포를 볼 수 있습니다. -> Plot Results 이를 List 로 출력하여 결과값을 알 수 있습니다. -> List Results ...
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This note was uploaded on 01/20/2010 for the course ME master taught by Professor Mon during the Spring '09 term at Hanyang University.

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