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Tendon 요소

텐던 요소는 텐던 또는 매립된 리바를 모사할 수 있는 요소로서, Tendon 요소 타입, Tendon 단면 타입으로 정의할 수 있다. 요소의 개별적인 특성치로 부모 요소 집합을 정의해야 한다. 텐던 해석시에는 Field 값으로 텐던 응력을 부과할 수 있다. 적용 가능한 부모요소는 다음과 같다.

  • 2차원 보 요소군(Beam2D) : B2D2H, B2D2MH
  • 3차원 보 요소군(Beam3D) : B3D2H, B3D2MH
  • 쉘 요소군(Shell) : S3F, S4F, S3, S4, ...
  • 솔리드쉘 요소군(CShell) : CS6, CS8, ...
  • 2차원 평면 솔리드 요소군(Plane) : CPE4, CPS4, CAX4, ...
  • 3차원 솔리드 요소군(Solid) : C3D8, ...

텐던 라인 요소에 적용하는 부모요소집합은 동일한 요소군으로 구성되어야 한다. 텐던 라인 요소의 프로파일은 스플라인 기하형상으로 정의한다. 부모 요소 집합이 보 요소군인 경우 스플라인은 ECS에서 정의되며 다음과 같은 제한 사항이 있다.

  • 보 요소는 연속적으로 연결되어 있어야 한다(필요에 따라 정렬요소집합(sorted elset) 사용)
  • 보 요소의 ECS는 동일해야 한다(직선일 수 밖에 없다)
  • 스플라인의 좌표는 첫 번째 보요소 시작점을 원점으로 EC를 기준으로 설정된다.
  • 스플라인의 x값은 보요소의 부재축에 따라 설정되므로 x 좌표값은 단조증가해야 한다.

부모 요소 집합이 보 요소군이 아닌 경우 스플라인은 GCS 상에서 정의되며 별도의 제한 사항이 없다.

▪ 주의 - Tendon 요소는 질량행렬을 계산하지 않는다(강성에만 기여) - 철근 모델링은 Truss 요소와 Embedded 구속조건으로도 가능하다. 이 경우 직선 형태이고, 프리스트레스 등은 부과할 수 없다.

Example
*Material, Type=IsoElasticity Name=tendon  
 E=200E9

*Spline, Name=curve
 0.,  0., 0.
 15, -0.8 0.
 30., 0., 0.

*Section, Type=Tendon, Name=tendon
  tendon, 0.01, curve, 0.4, 0.2, Lobatto,4  # area, spline, mu, kappa, Lobatto|Legendre, ngauss

*Section, Type=Tendon, Name=tendon
  tendon, 0.01, curve, 0.4, 0.2, Lobatto,4  # area, spline, mu, kappa, Lobatto|Legendre, ngauss

*Element, Type=Tendon, ELSet=tendon
 1001, 1, S=tendon, Host=conc

*Step, Type=STATIC, Name=1
...

*Field, Type=TendonStress
 1001, 200E6, Left

*Element, Type=Tendon

Tendon 요소를 정의

*Element, Type=Tendon, ELSet=elset
  id, n1{, S=sec, H=hostElset }
First dataline and subsequent lines
  • H=hostElset: 단면 이름. 단면 이름은 중복될 수 없음
Specifications
  • No. of nodes: 1
  • Fields: Uniaxial model response at element center
  • Compatible section: Tendon
  • Active DOFs: None

▪ 주의 n1 절점은 형상을 정의하는 기준점으로만 사용되면, 요소에서 어떠한 강성행렬이나 질량행렬의 기여분이 없다.

*Section, Type=Tendon

Tendon 요소 단면을 정의

*Section, Type=Tendon, Name=name
  material, area, spline, mu, kappa, {Lobatto|Legendre}, ngauss
Keyword line
  • Name=name: 단면 이름. 단면 이름은 중복될 수 없음
First dataline
  • material: material (required)
  • area: area (required)
  • spline: spline (required)
  • mu, kappa: Curvature and wobble friction coefs (optional, default 0.,0.)
  • {Lobatto|Legendre|NewtonCotes}, ngauss: Integration method and no. of integration points (optional, default Lobatto, 4)