[소재의 기계적성질] ABAQUS 시뮬레이션_Final report

소개

"[소재의 기계적성질] ABAQUS 시뮬레이션_Final report"에 대한 내용입니다.

목차

Ⅰ. Introduction

Ⅱ. Experiment : Simulation with ABAQUS
1. Tension Test
1) Theoretical Backgrounds
2) Procedure
2. Compression Test
3. Hardness Test
4. Torsion Test
5. Free Problem : Pendulum impact on a metal plate

Ⅲ. Analysis and Discussion
1. Tension Test
1) Comparing to a case of necking
2) How distance from neck affect stress
2. Compression Test
1) Comparing to stress - strain curve of tension test
2) Barreling effect
3. Hardness Test
1) Force - depth curve
2) Brinell hardness number(BHN)
3) How distance from forced place affect stress
4. Torsion Test
1) Moment - angle curve
2) Shear stress - shear strain curve
5. Free Problem : Pendulum impact on a metal plate
1) Stress development of metal plates
2) Displacement change of metal plates
3) Pendulum impact on different plates : ceramics and polymers

Ⅳ. Conclusion and Acknowledgement

Ⅴ. Reference

본문내용

재료분야에서 우리는 실험 장비, 조건 등의 문제로 인해 실험이 불가능한 상황을 맞이할 수 있다. 따라서 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 재료의 여러 시험을 할 필요가 있다. 본 프로젝트에서는 ABAQUS라는 프로그램을 활용하여 tension test, compression test를 비롯한 기본적인 시험들을 시뮬레이션 한다. ABAQUS 프로그램은 FEM(Finite Element Method)를 기반으로 한다. FEM은 유한 요소법으로도 알려져 있으며 실험 대상을 여러 영역으로 분할해서 각 영역의 mechanical properties를 분석하는 방법이다. ABAQUS에서는 사용자가 원하는 물체의 모습에 여러 properties를 대입하고 물리적인 힘 등을 주었을 때, 일어나는 변화를 mesh 단위로 보여준다. 또한 stress와 strain 이외에도 force, pressure, temperature 값을 각 지점, 각 시간마다 볼 수 있다.

Simulation은 구체적으로 part – property – assembly – step – interaction – load –mesh – job – visualization의 과정을 거친다. 시뮬레이션의 첫 번째 과정인 part에서는 사용자가 원하는 시편의 모양을 스케치한다. 2D와 3D에서 모두 가능하며 따라서 평면과 구, 원기둥과 같은 다양한 형태의 시편을 구현할 수 있다. 이 때, 시뮬레이션 시간을 단축하기 위해 대칭성과 반복성을 이용하면 좋다. Property는 재료의 성질을 대입하는 단계이다. 이전 단계에서 만든 각 part에 density, poisson ratio, elastic modulus 등의 성질을 부여한다. Conductivity, magnetic permeability도 이용 가능하지만 본 프로젝트에서는 사용하지 않는다. 이후 section을 만들고 할당하는 과정을 거쳐 assembly로 넘어간다. Assembly에서는 rotate, translate 기능을 활용하여 part들을 합한다.

참고자료

· Introduction to properties of materials, BADI 1, John Errington MSc
· AZO Materials, silicone rubber
· F.P. Beer and E.R. Johnston, Jr. "Mechanics of Materials", 2nd Ed., 1992, McGraw - Hill
· G.E. Dieter "Mechanical Metallurgy", 3rd Ed., 1986, McGraw-Hill