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[MeshFree] 접촉조건 설정에 대한 이해 - 선형접촉 편

실무모델로 해석을 하면 가장 먼저 맞닿는 고비가 접촉조건입니다.

여러 파트가 존재하고 사이사이에 접촉조건을 통해 연결해주는데 기능이 이해가 잘 되지 않습니다.

 

선형접촉조건(일체거동, 양방향 미끄러짐)의 조건 설정 관련된 문답형식의 설명을 보도록 하겠습니다.

 

Q1. 수직강성계수, 수평강성계수가 어떤 값을 의미하는지 궁금합니다.

 > 두 물체간 접촉정의시 외력에 의해 1차적으로 수직/수평방향으로 침투가 발생합니다.

 > 이때, 접촉면에서는 방향별 스프링을 생성하여 물체의 침투가 발생하지 않도록 역방향으로 힘을 가력하게 되며, 이에 의해 접촉력이 생깁니다.

 > 방향별 강성계수들은 어느정도의 강도를 가지고 침투에 대해 저항할 것인가를 나타내며, 1.0은 모든 침투를 튕겨내는 힘을 주는 의미입니다.

 > 기본적으로 선형 접촉에서는 수직방향으로 떨어지지 않기 때문에 강성계수가 발생할 수 없어 의미가 없습니다.

 

Q2. 미끄러짐접촉을 설정하였을 경우, 기본값인 마찰계수:0. 수직강성계수:0.1, 수평강성계수 0.01은 어떠한 상태인가요?

 > 미끄러짐 접촉은 기본적으로 마찰계수 0으로만 설정되며, 마찰력없이 미끄러지는 상황이며, Q1과 같이 선형접촉해석에서는 강성계수는 반영되지 않습니다.

 > 마찰계수 반영필요시 일반접촉과 함께 비선형해석으로 접근이 필요합니다.

 

Q3. 충분한 윤활상태라 완전한 미끄러짐을 표현하고 싶은데, 값은 어떻게 설정하여야 할까요?

 > 별도 마찰이 없는 상황이라면 미끄러짐으로 적용하시면 자동으로 마찰계수 0의 완전한 미끄러짐으로 인식합니다.

 

Q4. '범위'는 무엇인가요? 자동설정으로 해놓고 사용합니다만.. 의미가 궁금합니다.

 > 범위라고 함은 구조물 간 접촉면을 탐색하는 범주를 의미합니다.

 > 두 형상이 공차에 의해 떨어져 있거나, 다른 그리드 사이즈로 인해 동일한 절점에 위치하지 않는다면 공차 0mm 경우 접촉면이 탐색이 되지 않습니다.

 > 선형접촉조건에서는 수직방향은 고정된 상황으로 가정하기 때문에 공차를 탐색될 정도로 충분한 값을 넣어주셔도 무방합니다. (일반접촉은 사용자 정의 필수)

다만 범위를 너무 크게 잡는다면 문제가 생길 수 있습니다. 벽면두께가 3mm인 경우 범위를 5mm 넣으면 형상 내/외부면 무한강성의 벽면이 생성될 수 있습니다.

 > 자동설정의 경우는 형상대비 1/100 수준으로 선형접촉이 충분히 탐색되도록 적용하는 기능입니다.

따라서, 형상이 큰 경우 자동설정된 탐색범위가 크게 적용되어 불필요한 접촉이 생길 수 있기 때문에 정의된 접촉조건은 확인이 필요합니다.

 

Q5. 접촉 정의된 위치는 확인이 가능한가요?

> 접촉조건은 선택하시면 해당위치 제외한 부분은 투명하게 되어서 화면상에서 확인가능합니다.

 

처음 해석하시거나 잘 모를때는 기본값으로 먼저 정의하시는 것을 추천드리고, 잘 정의되지 않는 경우 수치를 변경하시면서 시도해보시면 빠른 이해가 될 것입니다.

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