유한요소 해석에서 신뢰할 수 있는 결과를 얻으려면 분포 하중을 정확하게 정의하는 것이 필수적이며, Abaqus는 이를 위한 도구로 DLOAD 및 VDLOAD 서브루틴을 제공합니다. 이 서브루틴을 사용하면 사용자가 공간적, 시간적으로 변화하는 분포 하중을 사용자 정의하여 미리 정의된 하중 유형에 대한 유연성을 확보할 수 있습니다. 특히 위치, 시간 또는 환경 조건과 같은 요인에 따라 하중이 변하는 바람, 파도 또는 부력과 같은 복잡한 조건을 시뮬레이션하는 데 유용합니다.
이 서브루틴은 집중 하중과 분산 하중을 모두 정의할 수 있으며, 요소 번호 및 적분점과 같은 매개변수를 기반으로 하중 크기를 조정할 수 있습니다. 따라서 표준 하중 유형으로는 포착할 수 없는 공간적으로 변화하는 압력, 유체 흐름 또는 열 효과가 포함된 시나리오에 이상적입니다.
DLOAD 및 VDLOAD 서브루틴은 강력하지만, 오류를 방지하기 위해 신중하게 구현해야 합니다. 사용자는 시뮬레이션 정확도를 유지하기 위해 하중 정의가 모델의 세부 사항과 일치하도록 해야 합니다. 이 블로그에서는 이러한 서브루틴의 주요 기능, 실제 적용 사례, 그리고 구현 팁을 살펴보겠습니다. 사용 방법, 요구 사항, 그리고 사용자가 이 도구를 시뮬레이션에 효과적으로 통합하여 결과의 정밀도와 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 단계별 가이드를 제공합니다.
당신은 배우고 싶습니까? DLOAD 및 VDLOAD 서브루틴 튜토리얼 비디오를 통해 단계별로 살펴보세요 5가지 실제 사례? 5가지 예시!! 물론, 당신은 얻을 것이다 서브루틴 파일 그리고 각 예제에 대한 다른 파일들. 그냥 아래를 클릭하세요.
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이 교육 패키지는 Abaqus 사용자가 복잡한 DLoad 및 VDLoad 서브루틴을 작성하는 데 도움을 줍니다. 이 워크숍을 통해 DLoad 및 VLoad 서브루틴 작성 및 응용에 대한 기본적이고 포괄적인 방법을 익힐 수 있습니다. 엔지니어로서 이 패키지를 활용하면 복잡한 하중을 사용하는 기본 프로젝트를 수행할 수 있습니다.
Understanding the Basics of DLOAD & VDLOAD Subroutines
Abaqus의 DLOAD 및 VDLOAD 서브루틴을 사용하면 시뮬레이션 중에 복잡한 사용자 지정 하중 조건을 정의할 수 있습니다. Abaqus의 표준 하중 옵션과 달리, DLOAD는 공간, 시간 또는 기타 매개변수를 기반으로 하중 분포를 사용자 정의할 수 있는 유연성을 제공합니다.
서브루틴을 올바르게 사용하려면 주요 개념을 이해하는 것이 필요합니다.
DLOAD와 VDLOAD 서브루틴은 서로 다른 사용자 인터페이스를 가지고 있습니다. 또한, 각 서브루틴에는 이 섹션에서 설명하는 특정 변수가 있습니다. 이해를 돕기 위해 몇 가지 예를 들어보겠습니다. 각 서브루틴의 작동 방식은 다음과 같습니다.
User Subroutine Interface
사용자 DLOAD 및 VDLOAD 서브루틴 인터페이스 Fortran 코드가 각각 표시됩니다.
서브루틴 DLOAD(F,KSTEP,KINC,시간,NOEL,NPT,LAYER,KSPT, 1COORDS,JLTYP,SNAME)
기음
포함하다 ''ABA_PARAM.INC''
기음
차원 시간(2), 좌표(3)
성격*80 이름
사용자 코딩 에게 F를 정의하다
반환 끝
서브루틴 vdload (
C 읽기 전용(수정 불가능) 변수 -
1 nBlock, ndim, stepTime, totalTime, 2 amplitude, curCoords, velocity, dirCos, jltyp, sname,
C 쓰기 전용(수정 가능) 변수 -
1 값)
기음
포함하다 ''vaba_param.inc''
기음
차원 curCoords(nBlock,ndim), 속도(nBlock,ndim), 1 dirCos(nBlock,ndim,ndim), 값(nBlock)
성격*80 이름
기음
하다 100km = 1, n블록
사용자 코딩 에게 가치를 정의하다
100 계속하다
반환 끝
DLOAD Variables
이 섹션에서는 DLOAD 서브루틴에서 사용되는 변수의 정의에 대해 설명합니다. 변수에는 정의되는 변수와 정보를 위해 전달되는 변수, 두 가지 유형이 있습니다.
계속 진행하기 전에 Abaqus DLOAD 및 VDLOAD 서브루틴이 필요한 시점에 대해 자세히 알고 싶을 것입니다. 글쎄요, 우리는 튜토리얼 소개에서 그 질문에 완전히 답했습니다.“언제 서브루틴을 사용해야 하나요?“
정의할 변수
- 에프
분포된 하중의 크기는 시간, 변위 등의 함수가 됩니다.
1.2.2. 정보를 위해 전달되는 변수
1. KSTEP
KSTEP 매개변수는 시뮬레이션 중 현재 분석 단계 번호를 나타냅니다. 정수 값입니다. 시뮬레이션 중 처리 중인 분석 단계를 나타내는 정수 값입니다.
2. 킨크
KINC 매개변수는 증가 숫자를 제공합니다. 이는 시뮬레이션 중 증가 횟수를 나타내는 정수 값입니다.
3. 시간 (1)
TIME(1) 매개변수는 현재 단계 시간의 현재 값 또는 부하 비례 계수의 현재 값을 표시합니다. 실수입니다.
4. 시간 (2)
분석 시작부터 현재까지의 총 시간의 현재 값입니다.
단계, 증가, 단계 시간에 대해 자세히 알아보겠습니다.
단계는 문제를 해결하기 위해 정의하는 분석 절차를 의미합니다. 이는 단일 단계 또는 여러 단계로 구성될 수 있습니다. 예를 들어, 그림 1에 나와 있는 세 가지 단계로 구성된 이 형성 과정을 살펴보겠습니다.
그림 1: 형성 과정의 3단계
이것이 그림 2와 같이 3단계로 구성된 형성 과정의 타임라인이라고 상상해보세요.
그림 2: 타임라인 및 단계의 개략도
각 단계는 증분이라고 하는 더 작은 부분으로 나눌 수 있습니다. 그림 3에서 첫 번째 단계는 6개의 증분으로 나뉩니다. 각 단계의 증분 수는 사용자가 직접 지정하거나 자동으로 지정할 수 있습니다.
그림 3: 단계의 증가
두 개의 증분 사이의 거리는 그림 4에 표시된 대로 증분 크기입니다.
그림 4: 크기 증가
5. 노엘
NOEL 매개변수는 요소 번호를 나타냅니다. 구체적으로, NOEL은 모델에서 요소를 고유하게 식별하는 정수입니다. 유한 요소 모델 내의 특정 요소에 하중이나 기타 경계 조건을 적용하는 데 사용할 수 있습니다.
6. 핵확산금지조약
NPT 매개변수는 하중 유형에 따라 요소 내부 또는 요소 표면의 하중 통합 지점 번호를 제공합니다.
7. 레이어
LAYER 매개변수는 레이어 번호(계층화된 솔리드의 바디 포스)를 지정하는 데 사용됩니다.
8. 한국체육대학교
KSPT 매개변수는 현재 레이어 내의 섹션 지점 번호를 나타내는 정수입니다.
9. 좌표
COORDS 매개변수는 하중 적분점의 좌표를 나타내는 배열을 참조합니다. 단계 중에 기하학적 비선형성이 고려되는 경우 배열은 현재 좌표를 반영합니다. 그렇지 않은 경우, 배열에는 해당 점의 원래 좌표가 포함됩니다. 비축대칭 변형을 허용하는 축대칭 요소의 경우, COORDS(3)는 적분점의 각도 위치를 도 단위로 지정합니다.
10. JLTYP
DLOAD가 호출되는 하중 유형을 결정합니다. 하중 유형은 본체력, 표면 기반 하중 또는 요소 기반 표면 하중으로 분류할 수 있습니다. 이 정보는 여러 개의 불균일하게 분포된 하중이 요소에 동시에 적용될 때 유용합니다. 하중 유형의 정의에 대한 요약은 다음 표에 나와 있습니다.
가장 중요한 것을 배울 수 있습니다 DLOAD 및 VDLOAD 서브루틴의 변수 이 비디오 튜토리얼의 소개 부분에서, 아래 패키지를 클릭하기만 하면 됩니다.
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이 교육 패키지는 Abaqus 사용자가 복잡한 DLoad 및 VDLoad 서브루틴을 작성하는 데 도움을 줍니다. 이 워크숍을 통해 DLoad 및 VLoad 서브루틴 작성 및 응용에 대한 기본적이고 포괄적인 방법을 익힐 수 있습니다. 엔지니어로서 이 패키지를 활용하면 복잡한 하중을 사용하는 기본 프로젝트를 수행할 수 있습니다.
11. 이름
SNAME 매개변수는 표면 기반 하중(JLTYP=0)을 정의하는 데 사용되는 표면 이름입니다. 본체력 또는 요소 기반 표면 하중의 경우 표면 이름은 비워 둡니다.
VDLOAD Variables
이 섹션에서는 VDLOAD 서브루틴에서 사용되는 변수의 정의를 설명합니다. 또한, 정의할 변수와 정보를 위해 전달되는 변수, 두 가지 유형의 변수가 있습니다.
정의할 변수
- 값(nBlock)
분포 하중의 크기입니다. 단위는 FL입니다.-2 표면 하중 및 FL에 대해-3 신체의 힘을 위해서.
정보를 위해 전달된 변수
1. 엔블록
nBlock 매개변수는 VDLOAD 호출에서 처리할 포인트 수를 지정합니다.
2. 은딤
ndim 매개변수는 좌표 방향의 개수를 제공합니다. 2차원 모델의 경우 2개, 3차원 모델의 경우 3개입니다.
3. 스텝타임
stepTime 매개변수는 단계 시작 이후 경과된 시간을 나타냅니다. DLOAD 서브루틴의 TIME(1)과 같습니다.
4. 총시간
totalTime 매개변수는 DLOAD 서브루틴의 TIME(2)과 마찬가지로 총 시간 값을 나타냅니다.
5. 진폭
이 부하와 관련된 진폭의 현재 값입니다(진폭을 지정하지 않으면 1로 설정됨). 진폭이 필요한 경우 사용자 서브루틴에서 부하에 현재 값을 곱해야 합니다.
6. curCoords(nBlock, ndim)
curCoords(nBlock, ndim) 매개변수는 하중 계산이 수행될 각 지점의 현재 좌표를 제공합니다.
매개변수 세부 정보:
- curCoords(nBlock, ndim):
- nBlock: 처리할 포인트의 수.
- ndim: 좌표 방향의 수(2D 문제의 경우 2개, 3D 문제의 경우 3개).
7. 속도(nBlock, ndim)
속도(nBlock, ndim) 매개변수는 서브루틴에서 처리되는 요소의 면과 연관된 노드의 속도를 나타냅니다. 이 매개변수는 전역 좌표계에서 노드의 속도를 제공합니다.
매개변수 구조:
- 속도(nBlock, ndim):
- nBlock: 처리할 포인트의 수.
- ndim: 좌표 방향의 수(2D 문제의 경우 2개, 3D 문제의 경우 3개).
8. dirCos(nBlock, ndim, ndim)
dirCos 매개변수는 방향 코사인 행렬입니다. 하중이 적용되는 각 요소 면(표면)의 로컬 좌표계 방향을 전역 좌표계에 대해 나타냅니다. 각 구성 요소가 나타내는 내용은 다음과 같습니다.
매개변수 구조:
- dirCos(nBlock, ndim, ndim):
- nBlock: 처리할 포인트의 수.
- ndim: 좌표 방향의 수는 일반적으로 2D 문제의 경우 2개, 3D 문제의 경우 3개입니다.
dirCos 배열은 분포 하중(예: 압력 또는 견인력)이 국소 표면 법선 또는 접선 방향과 어떻게 정렬되는지 지정하는 데 중요합니다. Abaqus는 국소 방향으로 하중을 적용하고, dirCos 행렬은 이를 전역 좌표계에 매핑하는 데 도움이 되므로 이러한 방향 지정이 필수적입니다.
9. Jltyp
분포 하중의 유형을 지정하는 키입니다. 하중 유형은 체적력, 표면 기반 하중 또는 요소 기반 표면 하중으로 분류할 수 있습니다. 하중 유형의 정의에 대한 개요는 아래 표에 나와 있습니다.
10. 이름
표면 기반 하중 정의(JLTYP=0)에 대한 표면 이름입니다. 본체력 또는 요소 기반 하중의 경우, 표면 이름은 빈 값으로 제공됩니다.
DLOAD & VDLOAD Differences
- 솔버 유형 DLOAD와 VDLOAD 서브루틴의 가장 중요한 차이점은 다음과 같습니다. DLOAD 서브루틴은 Abaqus/Standard 솔버에 있고, VDLOAD 서브루틴은 Abaqus/Explicit 솔버에 있습니다.
- 변수 DLOAD와 VDLOAD 서브루틴은 서로 다르며, 이에 대해서는 이미 논의했습니다.
당신은 어떻게 할 수 있는지 알고 싶지 않습니까? DLOAD를 VDLOAD로 변환하는 방법, 그리고 그 반대의 방법은 무엇인가요?
DLOAD & VDLOAD-Specific Requirements
DLOAD 및 VDLOAD 서브루틴을 사용하려면 몇 가지 시스템 및 소프트웨어 필수 구성 요소가 필요합니다.
- Abaqus 버전 호환성: 서브루틴이 Abaqus 버전과 일치하는지 확인하세요.
- 포트란 컴파일러: 지원되는 컴파일러는 서브루틴을 코딩하고 연결하는 데 필수적입니다.
Abaqus에서 DLOAD 및 VDLOAD 서브루틴을 효과적으로 사용하려면 일반적으로 Fortran에 대한 기본 지식에서 중급 지식이 필요합니다. 특히 다음 사항에 능숙해야 합니다.
- 포트란 구문을 이해한다는 것은 포트란 코드를 작성하고 구성하는 방법을 아는 것을 의미합니다.
- 서브루틴을 작성하고 수정합니다.
- 입출력을 처리한다는 것은 파일을 읽고 쓰는 방법이나 Abaqus의 입출력을 통해 통신하는 방법을 아는 것을 의미합니다.
하지만 Abaqus에서 서브루틴을 사용하기 위해 포트란 전문가가 될 필요는 없습니다. 하지만 기존 예제를 읽고 이해하고, 필요에 따라 수정하고, 기본적인 문제를 디버깅할 수 있어야 합니다. 포트란을 처음 사용하는 경우, Abaqus 서브루틴에서 일반적으로 사용되는 루프, 배열, 조건문, 함수 호출과 같은 기본 사항부터 배우세요. 다음 문서를 통해 학습을 시작할 수 있습니다.
아바쿠스 포트란 “서브루틴 작성을 위한 "필수 정보"
Implementing the Abaqus DLOAD & VDLOAD Subroutines (Step by Step Guide)
Abaqus DLOAD 및 VDLOAD 서브루틴을 구현하고 사용하는 데는 여러 단계가 있습니다. Abaqus에서 DLOAD 및 VDLOAD 서브루틴을 사용하려면 입력 파일 설정부터 시뮬레이션 실행 및 디버깅까지 체계적인 프로세스가 필요합니다. 자세한 내용은 다음과 같습니다.
1단계: 입력 파일 설정
먼저 Abaqus 시뮬레이션을 설정해야 합니다. 먼저 지오메트리를 정의하고 재료와 속성을 지정합니다. 그런 다음 메시를 생성하고 경계 조건을 적용합니다. 이제 하중 단계에서는 그림 5와 같이 사용자가 정의한 하중 분포를 결정해야 합니다.
그림 5: DLOAD 및 VDLOAD 서브루틴에 대한 부하 분산
2단계: 서브루틴을 작성하세요
이 프로세스의 핵심은 하중 정의가 구현되는 포트란 서브루틴입니다. DLOAD 및 VDLOAD 서브루틴에서는 Abaqus에서 제공하는 입력 매개변수를 기반으로 일정하거나, 시간에 따라 달라지거나, 공간에 따라 달라지는 하중을 프로그래밍할 수 있습니다. 사용자 서브루틴 인터페이스를 복사하여 원하는 하중 공식을 입력하기만 하면 됩니다.
예: 다음 방정식과 같이 x 방향을 따라 사인파 분포 하중이 있고 단면적이 10 × 10cm, 길이가 100cm인 보에 적용되는 경우:
아래와 같이 DLOAD 서브루틴에 작성됩니다.
서브루틴 DLOAD(F,KSTEP,KINC,시간,NOEL,NPT,LAYER,KSPT, 1COORDS,JLTYP,SNAME)
기음
포함하다 ''ABA_PARAM.INC''
기음
차원 시간(2), 좌표(3)
성격*80 이름
!SIN 분산 부하:
F=죄((3.14159*좌표(1))/1000)
반품
끝
3단계: 컴파일 및 링크
서브루틴을 작성하고 나면 컴파일하여 Abaqus에 연결해야 합니다(그림 6 참조). 이 단계는 ABAQUS가 시뮬레이션 중에 서브루틴을 호출할 수 있도록 보장합니다. 지원되는 Fortran 컴파일러(예: Intel Fortran 또는 GNU Fortran)를 사용하여 서브루틴을 객체 파일로 컴파일합니다.
그림 6: ABAQUS에서 서브루틴 파일을 호출하는 방법
4단계: 실행 및 디버그
컴파일 및 링크 후 시뮬레이션을 실행하고 잠재적인 문제를 모니터링합니다. Abaqus를 사용하여 시뮬레이션을 실행하고, 작업이 사용자 서브루틴을 참조하는지 확인합니다. Abaqus 로그 파일에서 오류나 경고를 확인합니다. 부하 분산 및 수렴과 같은 결과를 검증하여 서브루틴이 의도한 대로 작동하는지 확인합니다. 문제가 발생하면 서브루틴 로직을 수정하고 개선합니다. 디버깅에는 입력 매개변수 확인, 부하 계산 개선 또는 서브루틴 구조 조정이 포함될 수 있습니다. 복잡한 시뮬레이션에 적용하기 전에 작은 모델로 테스트하여 기능을 검증합니다.
예: 2단계에서 설명한 사인파 분포 하중을 받는 보의 경우 시뮬레이션을 실행한 후 다음과 같은 결과가 얻어졌습니다.
그림 7: 시뮬레이션 결과
네, 이건 아주 간단한 예였죠? 제 생각에는 이건 예라고 할 수도 없거든요. 그럼 "“고급 기능 유체 압력 하중을 이용한 하이드로포밍 시뮬레이션“
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이 교육 패키지는 Abaqus 사용자가 복잡한 DLoad 및 VDLoad 서브루틴을 작성하는 데 도움을 줍니다. 이 워크숍을 통해 DLoad 및 VLoad 서브루틴 작성 및 응용에 대한 기본적이고 포괄적인 방법을 익힐 수 있습니다. 엔지니어로서 이 패키지를 활용하면 복잡한 하중을 사용하는 기본 프로젝트를 수행할 수 있습니다.
Applications of the DLOAD & VDLOAD Subroutines
DLOAD 서브루틴은 다양한 엔지니어링 분야에서 널리 사용됩니다.
구조 공학 응용 분야
- 클램프 보와 동일한 교량에 대한 분산 하중 시뮬레이션(그림 8)
- 고층 빌딩에 대한 풍압 시뮬레이션.
- 시간에 따른 특성을 갖는 지진 하중 모델링.
그림 8: 클램프된 빔에 분산된 하중
항공우주 및 자동차 공학
- 유체 흐름 시뮬레이션에서 항공기 날개의 압력 하중 분석(그림 9).
- 고르지 않은 표면에서 타이어와 도로의 상호 작용을 시뮬레이션합니다.
그림 9: 항공기 날개에 가해지는 압력 하중 [참조]
에너지 및 환경 활용
- 해상 구조물에 대한 파도 하중 모델링(그림 10).
- 온도에 영향을 받는 지열 시스템의 압력 변화를 시뮬레이션합니다.
그림 10: 해상에서의 파도 하중 모델링 풍력 터빈 [참조]
결론
이 글에서는 Abaqus의 DLOAD 및 VDLOAD 서브루틴에 중점을 두었습니다. 이 서브루틴을 통해 사용자는 Abaqus에서 제공되는 표준 옵션 외에도 복잡한 사용자 정의 하중 조건을 정의할 수 있습니다. 이러한 서브루틴은 공간적, 시간적으로 변화하는 하중을 적용할 수 있는 유연성을 제공하며, 이는 실제 엔지니어링 시나리오를 정확하게 모델링하는 데 필수적입니다.
본 논문은 DLOAD 및 VDLOAD 서브루틴 인터페이스를 설명하는 것으로 시작하여, DLOAD에 필요한 F, KSTEP, KINC, TIME, NOEL, NPT 등의 다양한 매개변수와 VDLOAD에 필요한 value(nBlock), stepTime, totalTime, velocity, dirCos 등의 매개변수를 강조합니다. 하중의 크기와 분포를 정확하게 정의하기 위해서는 이러한 변수들을 정확하게 해석하는 것이 중요함을 강조합니다.
다음으로, DLOAD와 VDLOAD의 차이점, 특히 Abaqus/Standard 및 Abaqus/Explicit 솔버에서의 사용에 대해 설명하고, Abaqus 버전 및 Fortran 컴파일러와의 호환성과 같은 시스템 요구 사항을 간략하게 설명합니다. 이어서, 입력 파일 설정, Fortran에서 서브루틴 작성, Abaqus에 컴파일 및 연결, 마지막으로 시뮬레이션 실행 및 디버깅까지 서브루틴 구현을 위한 단계별 가이드를 제공합니다.
사인파 분포 하중의 적용과 구조, 항공우주, 에너지 응용 분야 등 다양한 엔지니어링 시나리오의 시뮬레이션을 포함한 몇 가지 실제 사례를 제시하여 폭넓은 유용성을 보여줍니다.
Abaqus 서브루틴을 처음부터 직접 작성하는 방법을 배우고 싶다면 저희 자료를 확인해 보세요. 초보자를 위한 완벽 가이드 Abaqus 서브루틴 프로그램 작성.
그런데, 서브루틴에 대한 자세한 정보는 항상 다음에서 찾을 수 있습니다. Abaqus 문서.
그만큼 CAE 보조원 저희는 고객님의 모든 CAE 요구 사항을 충족하기 위해 최선을 다하고 있으며, 고객님의 피드백은 이러한 목표 달성에 큰 도움이 됩니다. 궁금한 점이 있거나 문제가 발생하면 WhatsApp을 포함한 소셜 미디어 계정을 통해 언제든지 공유해 주세요.
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