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CHEXA

Properties2
tagsnastran, bulk-data, element, solid-element
aliasesHexahedral Solid, Six-Sided Solid Element, CHEXA

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CHEXA

CHEXA 는 8개에서 최대 20개의 grid point 로 정의되는 6면체(Six-Sided) 3차원 solid element 의 연결을 정의하는 Bulk Data Entry 이다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1404].

정의·용도

CHEXA 는 MSC Nastran 의 대표적인 solid(3차원) element 중 하나로, 두꺼운 평판과 솔리드의 거동을 표현하는 데 사용된다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.137]. MSC Nastran 의 주요 solid element 는 6면체 CHEXA, 5면체 CPENTA, 4면체 CTETRA 이다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.137]. Solid element 는 병진(translational) 자유도만 가지며 회전(rotational) DOF 는 사용하지 않는다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.137].

CHEXA 는 일반적인 용도에 권장되는 element 이다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.138]. 다만 element 가 skew(비틀림)되면 정확도가 떨어지며, 굽힘(bending) 거동을 모사할 때는 특별한 주의가 필요하다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.138]. 일부 모델링 상황에서는 다른 3-D element 보다 우수한 성능을 보인다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.138].

CHEXA 는 8개의 corner grid point 를 가지며, midside grid point 를 포함하면 최대 20개의 grid point 를 가질 수 있다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.138]. Element 응력(x, y, z, xy, yz, zx)은 중심에서 계산된 뒤 corner grid point 로 외삽(extrapolate)된다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.138].

형식 / 필드 / 구문

CHEXA 는 8개에서 20개의 grid point 를 갖는 6면체 solid element, 또는 8개의 grid point 를 갖는 6면체 solid shell element 의 연결을 정의한다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1404]. Quick Reference Guide 에 사용 예제가 수록되어 있다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1405].

기하 형상 점검 (Geometry Checks)

MSC Nastran 은 CHEXA element 에 대해 aspect ratio 와 face warping 두 가지 기하 점검을 수행한다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.200]. Element 기하가 이상적인 정육면체(cubic) 형상에서 크게 왜곡되면 비균일 응력 영역에서 해(solution) 정확도가 저하될 수 있기 때문이다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.200].

  • Aspect ratio: 임의 두 변 길이의 비로, 이 비가 100 을 초과하면(매우 길쭉한 CHEXA) 해당 element 에 대해 User Information Message 4655 가 출력된다 [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.200].
  • Warping: CHEXA 의 한 면(face)이 평면이 아닐 때를 의미하며, 면의 마주 보는 corner 의 corner normal 이 서로 45도 이상 벗어나면 User Information Message 4656 이 출력된다(midside node 는 계산에서 무시) [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.200].

초탄성(Hyperelastic) 사용

CHEXA 는 hyperelastic solid element 로도 사용 가능하며, 이 경우 8개에서 20개 node 를 갖는 6면체 solid element 로 정의된다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.208]. 관련 hyperelastic solid element 로는 CTETRA(410 node)와 CPENTA(615 node)가 있다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.208].

관련 항목

출처

  • [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.137] — Solid Elements 개요, DOF
  • [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.138] — CHEXA 권장 용도, grid point 수, 응력 계산
  • [MSC_Nastran_2022.4_Getting_Started_Guide.pdf p.200] — aspect ratio / warping 기하 점검, UIM 4655/4656
  • [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1404] — Bulk Data Entry 정의
  • [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1405] — 사용 예제
  • [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.208] — hyperelastic solid element

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