아바쿠스로 해석을 수행하면서 Shell 요소는 필수적입니다. Shell 요소는 두 가지로 나누어지는데 Convention Shell과 Continuum Shell 입니다. 실제로 모델링을 하고 해석을 수행해보면 아시겠지만 전자는 진짜 Shell, 후자는 가짜 Shell 입니다.
왜 그럴까요? 모델링 형상도 형상이겠지만, Convention Shell은 회전에 대한 자유도를 포함하는 반면에 Continuum Shell은 그렇지 않습니다. 오직 변위에 대한 자유도를 포함합니다. 하지만, 거동 특성은 유사 합니다.
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Conventional Shell
해당 Shell은 회전, 변위 자유도를 지니고 있으며 두께가 형상적으로(유저가 눈으로 확인 가능하도록) 모델링 되지 않기 때문에 Property 에서 두께를 입력해줘야합니다. 이런 사용성 면에서는 Continuum Shell이 더 Powerful 합니다.
- Element Type : S3R, S4R
- DoF : Displacement, Rotation
Continuum Shell
해당 Shell은 오직 변위 자유도만을 지니고 있습니다. 두께는 3D 요소의 두께로 결정됩니다. 모델링 관점에서 Continuum Shell은 3차원 Solid 처럼 보이지만, 해당 Shell의 거동 특성은 기존 Shell인 Convention Shell과 유사합니다.
Continuum Shell은 회전 자유도가 없기 때문에 모델링시에 굳이 회전에 대한 Boundary를 설정하지 않아도 됩니다. 아니, 할 수가 없습니다. 이 특성이 해석시에 단점으로 작용하기도 합니다.
- Element Type : SC6R, SC8R
- DoF : Only Displacement
- 사용 : 비선형 변형 해석
- 장점 : Contact Accuracy than Conventional Shell
Convention Shell 대비 장점으로 볼 수 있는 것이 컨택 정확도가 높다는 것입니다. 이는 컨택을 정의할 때, Continuum Shell은 양면에 정의하기 때문입니다.
Normal Direction
Convention Shell을 사용하던, Continuum Shell을 사용하던 Shell의 Normal 방향을 정해주는 것이 좋습니다. Composite이라면 면 방향에 의해 해석 결과가 180도 달라지기 때문입니다. 또한 해석 결과를 확인할 때도 SPOS와SNEG 라는 네이밍으로 Shell의 상, 하면을 확인해야하기 때문입니다.
참고로, Shell의 상면은 SPOS 라고 네이밍되며, 하면은 SNEG 라고 네이밍됩니다. 이는 Shell의 Node 생성 순서에 따른 네이밍 룰입니다. POS는 Positive, NEG는 Negative 입니다.
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