Abaqus의 금속 재료 모델링

아마도 가장 일반적이면서도 중요한 엔지니어링 재료는 금속 합금일 것입니다. 금속 합금은 고층 빌딩에서 소형 전자 장치에 이르기까지 물체에 사용됩니다. 엔지니어는 시뮬레이션을 통해 이러한 구조의 강도와 내구성을 평가하도록 요청받는 경우가 많습니다. 재료 모델은 이러한 시뮬레이션의 핵심 구성 요소입니다. 따라서 엔지니어는 금속에 사용되는 재료 모델과 이러한 재료 모델이 어떻게 정의되는지 이해해야 합니다.

Abaqus Unified FEA 제품에는 강력한 재료 모델링 기능이 있습니다. 금속 소성, 크리프, 손상 등에 대한 재료 모델이 있습니다. 물론 Abaqus에는 고무, 콘크리트, 토양 등과 같은 다른 유형의 재료에 대한 재료 모델이 포함되어 있지만 이것들은 다른 날의 주제입니다.

Abaqus 사용자는 자신의 애플리케이션에 가장 적합한 모델을 알고 있어야 합니다. 단순 단조 하중 시나리오에 적합한 가소성 정의는 더 복잡한 순환 하중 시나리오에서는 거의 사용되지 않을 수 있습니다. 소재 자체는 동일하더라도 애플리케이션이 변경되면 소재 모델이 변경될 수 있습니다.

대부분의 Abaqus 사용자는 선형 탄성 및 등방성 경화 가소성과 같은 단순한 재료 모델을 접했습니다. 그들은 기본 모델에도 온도 의존성 및 속도 의존성과 같은 고급 기능이 있다는 사실을 모를 수 있습니다. 주기적 하중 또는 극한 하중에서 볼 수 있는 고급 재료 거동에 대한 재료 모델은 덜 친숙할 것입니다. Abaqus에는 반복적인 변형률 적용에 대한 현실적인 거동을 예측할 수 있는 재료 모델이 포함되어 있습니다. Abaqus에는 극한 조건에서 재료 분리를 시뮬레이션하는 손상 모델링이 있습니다.

응용 프로그램에 사용할 수 있는 재료 모델을 찾는 것은 시작에 불과합니다. 재료 모델은 매개변수적이며 시뮬레이션 엔지니어는 재료 모델이 자신의 요구에 특정하도록 매개변수를 정의하는 작업에 직면하게 됩니다. 매개변수가 어떻게 정의되는지 알아야 하고 잘못된 매개변수 값을 사용하는 경우의 함정을 알아야 합니다. 플라스틱 경화 곡선에 대한 노이즈가 있는 테스트 데이터를 처리하고 평활화해야 합니다. 단조롭지 않은 경화 곡선은 문제가 됩니다.

가장 기본적인 금속 재료 모델조차 정의하는 작업은 정보가 부족하여 복잡할 수 있습니다. 금속 합금에 대한 항복 응력은 참고 문헌에서 2% 오프셋 값으로 주어질 수 있습니다. 이것이 Abaqus 가소성 정의에서 항복 응력에 대한 적절한 값입니까? 그렇지 않다면 왜 올바른 항복 응력 없이 적절한 재료 모델을 정의할 수 있습니까? 단축 테스트 데이터는 일반적으로 금속 가소성을 정의하는 데 사용되지만 시뮬레이션의 소성 변형률은 종종 네킹이 시작될 때의 소성 변형률을 초과합니다. 가소성 정의는 사용 가능한 데이터 범위를 넘어서 어떻게 확장할 수 있습니까?

금속 합금의 재료 모델링에 대한 포괄적인 설명은 e-세미나의 틀에 맞지 않습니다. 또한 모든 질문에 완전히 답할 수는 없습니다. 다행히 SIMULIA 소프트웨어 사용자가 사용할 수 있는 리소스가 많이 있습니다. SIMULIA 커뮤니티는 일반적으로 재료 모델링 및 SIMULIA에 대한 추가 정보를 찾는 사람들에게 좋은 출발점입니다. Dassault Systèmes Knowledge Base에는 유용한 항목이 많이 포함되어 있으며 교육 과정도 제공됩니다.

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