CQUAD8 — 8개의 grid point 로 정의되는 곡면 사각형 쉘 요소 연결 카드

정의·용도

CQUAD8 은 8개의 grid point 를 갖는 곡면 사각형 쉘(shell) 또는 평면변형률(plane strain) 요소를 정의하는 connection 카드다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1485]. 카드의 정식 명칭은 “Curved Quadrilateral Shell Element Connection” 이다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1485]. 4개의 모서리 절점 외에 변 중앙 절점(mid-side node)을 포함하므로, 곡면 형상을 보다 정확히 표현하는 2차(고차) 쉘 요소다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1488].

비선형 해석에서는 평면변형률 초탄성(hyperelastic) 사각형 요소의 연결도 CQUAD8(및 CQUAD)로 정의한다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.629]. CQUAD8 은 CTRIA3, CTRIA6, CTRIAR, CQUAD4, CQUADR 등과 함께 Nastran 의 shell element 군에 속한다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.171].

형식 / 필드 / 구문

카드의 요소 기하와 좌표계는 QRG 의 “Figure 9-51 CQUAD8 Element Geometry and Coordinate Systems” 에 정의되어 있다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1488]. 요소에 BEHi=COMPS 코드를 갖는 PSHLN2 또는 PLCOMP entry 가 연관되어 있으면, connection entry 상의 THETA/MCID 값은 무시된다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1488].

DMAP/데이터블록 관점에서 CQUAD8 의 element type number 는 요소 중심(ELEM, center) 출력에서 64, 모서리 절점(NODE, corner nodes) 출력에서 1064 로 매핑된다 [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.1051]. 모서리(corner) ELEM option 에서는 type number 2064 가 쓰인다 [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.1052].

거동·특성

  • 하중: CQUAD8 면에 압력 하중을 줄 때는 PLOAD4 카드를 사용한다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2565].
  • 격자점 법선(grid point normal): SNORM 으로 인접 쉘 요소의 unique grid point normal 을 생성할 때, CQUAD8 과 CTRIA6 의 국부 법선은 평균 계산에 포함되지만, 생성된 격자점 법선이 실제 요소 계산에 사용되는 대상은 CQUAD4·CTRIA3·CQUADR·CTRIAR 이다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.927].
  • 격자점 응력(grid point stress): geometric method 에서 CQUAD8 또는 CTRIA6 에 연결된 점의 격자점 응력은 요소 모서리 응력의 평균을 사용한다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.459].
  • 온도 하중(CoSim): PARM,LGDISP=1 또는 2 의 Nastran Nonlinear 조건에서 온도 하중이 지원되지만, CQUAD8 과 CTRIA6 은 CoSim 온도 하중이 지원되지 않는다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1460].
  • SOL 400: SOL 400 에서 CQUAD8 은 8 노드, 적분점 9 의 쿼드 요소로, 순수 막거동(Pure Membrane Behavior)에서 PSHELL/PSHLN1 property 와 함께 사용 가능하다 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.77].

Abaqus → Nastran 매핑

Abaqus 모델 변환(ABQ2NAS)에서 일부 Abaqus 요소가 CQUAD8 로 매핑된다 [MSC_Nastran_2022.4_Utilities_Guide.pdf p.15]. 막(membrane) 요소 M3D8/M3D8R/M3D9/M3D9R 는 CQUAD8 + PSHELL 로, 평면변형률 요소 CPE8 은 CQUAD8 + PLPLANE + PSHLN2 로 변환된다 [MSC_Nastran_2022.4_Utilities_Guide.pdf p.18].

관련 항목

출처

  • [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1485] — CQUAD8 카드 정의
  • [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1488] — 요소 기하/좌표계, THETA/MCID 무시 조건
  • [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2565] — PLOAD4 적용
  • [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1460] — CoSim 온도 하중 제약
  • [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.927] — SNORM grid point normal
  • [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.171] — shell element 군
  • [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.459] — geometric method 격자점 응력
  • [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.629] — 비선형 평면변형률 초탄성 연결
  • [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.1051] / [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.1052] — element type number
  • [MSC_Nastran_2022.4_Utilities_Guide.pdf p.15] / [MSC_Nastran_2022.4_Utilities_Guide.pdf p.18] — Abaqus→Nastran 매핑
  • [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.77] — SOL 400 순수 막거동