요소 활성화 및 비활성화¶

요소 활성화 및 비활성화는 구조 정적 해석에서 요소 그룹 단위로 시공 순서, 손상 진행, 단계별 구조 변경을 표현하는 기능입니다. 이 페이지에서는 고정 모드, 시간 테이블 모드, 응력/변형률 임계값 모드의 차이와 선택 방법을 설명합니다.

개요¶

요소 활성화 및 비활성화는 !ELEMENT_ACTIVATION으로 각 요소 그룹에 대해 정의하고, 해당 그룹을 스텝 측에서 활성화합니다. 구조 정적 해석에서는 스텝에서 활성화되지 않은 요소 활성화 설정의 대상 요소는 활성 상태로 취급됩니다. !STEP 데이터 행(ELEMACT, id)을 사용한 활성 그룹 지정 문법은 !STEP을 참조하십시오. 스텝 제어의 전체 개념은 스텝 제어를 참조하십시오.

구조 정적 해석에서 비활성화된 요소는 일반 요소처럼 기여하지 않으며 수치 안정화를 위한 더미 강성 계수를 갖습니다. 계수의 입력 형식과 기본값은 !ELEMENT_ACTIVATION을 참조하십시오.

모드	상태 결정 방법	적합한 용도
고정 모드	요소 그룹을 활성 또는 비활성으로 직접 지정	시공 순서, 부재의 단계적 추가 또는 제거
시간 테이블 모드	`!AMPLITUDE`로 정의한 시간 테이블 값에 따라 활성/비활성을 전환	용접 등 알려진 시간 이력에 따라 요소가 생성되거나 사라지는 해석
응력/변형률 임계값 모드	응력 또는 변형률 판정값이 지정 범위를 벗어나면 요소를 비활성화	손상 진행, 파괴 또는 제거를 포함하는 근사 모델

고정 모드는 스텝에서 활성화될 때 지정된 상태를 적용합니다. 시간 테이블 모드와 응력/변형률 임계값 모드는 각 서브스텝마다 요소 상태를 갱신합니다.

스텝마다 서로 다른 요소 그룹을 활성화할 수 있으므로 고정 모드로 초기 시공 순서를 표현한 뒤 다른 스텝에서 응력/변형률 임계값 모드를 활성화할 수 있습니다. 그러나 동일한 요소가 여러 요소 활성화 설정에 포함되면 나중 설정에 의해 상태가 덮어써질 수 있으므로, 원칙적으로 대상 요소 그룹은 서로 겹치지 않도록 해야 합니다.

고정 모드¶

고정 모드에서는 대상 요소 그룹을 활성 또는 비활성으로 직접 지정합니다. 스텝 내에서는 응력, 변형률 또는 시간에 따라 상태가 자동으로 바뀌지 않습니다.

시공 순서를 표현하려면 아직 시공되지 않은 부재를 비활성화하는 제어 그룹을 준비하고, 시공 전 스텝의 ELEMACT에 해당 그룹을 지정합니다. 부재가 추가되는 스텝부터는 ELEMACT에서 해당 비활성화 그룹을 제거하여 대상 요소가 활성 상태로 취급되도록 합니다.

고정 모드는 가장 단순하며 해석자가 요소 상태를 완전히 제어할 수 있습니다. 반면 하중 이력이나 손상 기준에 따라 자동 전환되지 않으므로 상태 변경 시점이 알려진 문제에 적합합니다.

시간 테이블 모드¶

시간 테이블 모드에서는 !AMPLITUDE로 정의한 시간 테이블 값에 따라 요소 상태를 전환합니다. 테이블 값이 0.5보다 크면 활성, 0.5 이하이면 비활성으로 취급됩니다.

이 모드는 요소 상태의 시간 이력을 미리 알고 있는 문제에 적합합니다. 예를 들어 용접 해석에서 열원이 이동함에 따라 용착 금속 요소를 순차적으로 도입하는 것처럼, 알려진 시간 이력에 따라 요소가 생성되거나 사라지는 경우를 표현할 수 있습니다. 또한 시간 0부터 1까지 요소를 비활성으로 유지하고 시간 1 이후에는 활성으로 전환하거나, 해석 중 일시적으로 비활성화하는 제어도 테이블로 표현할 수 있습니다.

시간 테이블 정의 방법과 다른 경계 조건 및 하중과 함께 사용하는 방법은 경계 조건 및 하중 페이지의 시간 테이블 절을 참조하십시오. !AMPLITUDE의 입력 형식은 !AMPLITUDE를 참조하십시오.

응력/변형률 임계값 모드¶

응력/변형률 임계값 모드에서는 응력 또는 변형률을 판정량으로 선택하고, 그 미제스 등가값이 지정 범위를 벗어나면 요소를 비활성화합니다. 판정 범위는 하한값과 상한값으로 주어지며 범위 안의 요소는 활성 상태를 유지합니다.

이 모드는 재료 손상이나 파괴를 단순화하여 표현할 때 사용합니다. 각 서브스텝에서 판정을 수행하며 임계값 범위를 벗어난 요소는 활성에서 비활성으로 전환됩니다. 동일한 응력/변형률 임계값 모드가 계속 활성화되어 있는 동안에는 한 번 비활성화된 요소가 다시 활성화되지 않으므로, 가역적인 개폐나 회복을 표현하는 데는 적합하지 않습니다. 이후 스텝에서도 손상을 비가역적으로 유지하려면 동일한 요소 활성화 설정을 후속 스텝에서도 계속 활성화하십시오.

응력을 기준으로 사용할 때는 응력 상태에서 판정값을 계산하고, 변형률을 사용할 때는 변형률 상태에서 계산합니다. 선택한 판정량과 재료 모델에 맞게 임계값의 물리 단위와 크기를 설정하십시오. 입력 형식은 !ELEMENT_ACTIVATION을 참조하십시오.

해석 결과 출력¶

각 요소의 활성/비활성 상태는 결과 파일 및 시각화 데이터에 스칼라 값으로 출력할 수 있습니다. 비활성화된 요소를 후처리에서 식별하려는 경우에 사용합니다.

출력하려면 !OUTPUT_RES(결과 파일) 또는 !OUTPUT_VIS(시각화 데이터)에 변수명 ELEMACT를 ON으로 지정합니다. 구조 정적 해석용 기능이며 기본적으로 출력되지 않으므로 명시적으로 ON을 지정해야 합니다.

출력 값은 스칼라이며 비활성 요소에는 1, 활성 요소에는 0이 저장됩니다. 이를 통해 각 스텝에서 실제로 비활성화된 요소를 후처리 도구에서 식별할 수 있습니다.

!OUTPUT_RES
  ELEMACT, ON
!OUTPUT_VIS
  ELEMACT, ON

지정 가능한 변수명 목록은 !OUTPUT_RES 및 !OUTPUT_VIS를 참조하십시오.