Abaqus에서의 지구정지 분석

지반공학

토목공학의 한 분야인 지반공학은 토목 재료의 공학적 거동에 초점을 맞춥니다. 각 공학적 과제를 해결하기 위해 암석역학과 토질역학의 원리를 적용합니다. 지반공학은 토목공학 외에도 군사, 광업, 석유, 해안 공학, 해양 건설 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 이 튜토리얼 패키지에서는 Abaqus의 정역학적 시뮬레이션을 제공합니다.

기초, 옹벽, 토목 공사를 설계하기 위해 지반 공학자는 토양과 암석의 물리적, 기계적, 화학적 특성을 분석합니다. 지반 조건에 따라 기초의 깊이가 얕은지 깊은지 판단할 수 있습니다. 흙으로 채워진 댐과 옹벽은 옹벽 구조물의 예입니다.

Abaqus의 지반 공학

앞서 언급했듯이 엔지니어는 구조물을 최적으로 설계하기 위해 토양과 암석의 기계적, 물리적 특성을 분석해야 합니다. 바로 이 부분에서 수치 해석이 중요한 역할을 합니다.

Abaqus가 어떻게 작동하고 지구정지 Abaqus 분석을 모델링하는지 이해하기 위해 세 개의 워크숍이 포함된 이 튜토리얼 패키지를 제공합니다.

첫 번째 워크숍에서는 중력에 의해 파괴된 수주를 분석합니다. 두 번째 워크숍에서는 물과 흙이 접촉하는 중력댐에 작용하는 지진 하중을 시뮬레이션합니다. 마지막 워크숍에서는 원통형 탱크 내 물의 출렁임 현상을 모델링합니다. 워크숍에 대한 자세한 내용은 아래에서 확인할 수 있습니다.

워크숍 1: 붕괴되는 수주에 대한 오일러 분석

이 영상에서는 순수 오일러 해석법을 사용하여 상당한 변형을 포함하는 동적 유체 흐름 사건을 모델링합니다. 수주는 중력에 의해 파괴되었습니다. 물과 도메인을 모델링하기 위해 오일러 해석 부분을 하나만 만들었습니다. 오일러 해석의 경우, 동적 명시적 해석이 적합하며, 수주 높이로 인해 지구정역학적 응력이 부여되었습니다. 위에서 시뮬레이션 관련 그림을 확인할 수 있습니다.

워크숍 2: E지진무한요소법을 사용하여 물과 토양과의 상호작용에 대한 중력댐 시뮬레이션

이 영상은 물과 흙에 접촉하는 중력댐에 작용하는 지진 하중을 시뮬레이션합니다. 모든 구성 요소는 2차원으로 모델링되었으며, 댐 CDP 재료, 흙의 모르-쿨롱 계수, 그리고 수중 음향 특성에 체적 탄성 계수가 적용되었습니다. 기초에서 멀리 떨어진 흙의 경우, 무한 요소를 생성했습니다. 이러한 종류의 연구에는 동적 암묵적 단계(dynamic implicit step)를 사용해야 합니다. 시뮬레이션 시간은 10초였으며, 지진으로 인한 가속도는 흙의 깊이까지 적용되었습니다. 이 시뮬레이션의 결과는 위에 나와 있습니다. (정지 Abaqus 시뮬레이션)

워크숍 3: 원통형 탱크 내 물의 출렁임 현상에 대한 Abaqus 시뮬레이션

이 튜토리얼에서는 Abaqus 원통형 탱크의 물 슬로싱 현상을 살펴봅니다. 이러한 컨테이너의 안전 설계에 있어 필수적인 고려 사항은 국제 해상 운송 선박에 대한 극심한 슬로싱 운동의 영향입니다. 액체 화물이나 연료를 저장하는 탱크는 격렬하게 움직일 수 있으며, 이는 격납 시스템과 지지 구조물에 큰 슬로싱 하중을 발생시킵니다. 설계를 위해서는 이러한 슬로싱이 시스템에 미치는 영향을 정량화하는 것이 중요합니다. 간단한 배플(baffle) 또한 유체 내 와류 생성으로 인한 운동 에너지를 소산시켜 슬로싱의 영향을 줄일 수 있습니다. 그러나 정확한 형상과 배치는 수치 모델 시뮬레이션이나 물리적 시험을 통해 개발해야 합니다. 그러나 배플의 감쇠 역학은 아직 제대로 이해되지 않고 있습니다. 더욱이 우주선, 저장 탱크, 도로 차량 탱크, 선박, 고가 급수탑 등 지하 운동의 안전은 모두 용기 내 액체의 흔들림이라는 중요한 현상에 의해 영향을 받습니다. 이는 수학자와 토목, 원자력, 항공우주 엔지니어에게 지속적으로 큰 관심사입니다.

물과 탱크를 시뮬레이션하기 위해 3차원 부품이 사용되었습니다. 아래에서 완성된 구성 요소의 다이어그램을 확인할 수 있습니다. 물의 물질은 점성을 갖는 Us-Up 상태 방정식으로 모델링되었습니다.

표면 간 접촉은 동적 명시적 단계를 사용하여 구현되었습니다. 지진으로 인한 기록적인 진폭을 갖는 X 및 Y 방향의 두 가속도를 사용하여 외부 가진을 적용했습니다. 물의 경우, 왜곡을 방지하기 위해 ALE 접근법을 사용했으며, 결과는 위 이미지에 나와 있습니다. 지구정지 Abaqus 시뮬레이션에 대한 충분한 정보를 얻으셨기를 바랍니다. 이 패키지에 대한 더 자세한 정보가 필요하시면 이 페이지 왼쪽의 온라인 채팅을 통해 문의해 주세요.

보는 것이 도움이 될 것입니다 Abaqus 문서 Abaqus 시뮬레이션을 시작하기가 얼마나 어려운지 이해하려면 Abaqus 튜토리얼.