CREEP
CREEP 은 실험 데이터 또는 알려진 경험적 creep law 에 기반해 재료의 크리프(creep) 특성을 정의하는 Bulk Data Entry 다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1500].
정의·용도
CREEP entry 는 실험 데이터나 경험적 creep law 로 creep 특성을 정의한다. 동일한 MID 를 가진 MAT1, MAT2, 또는 MAT9 entry 가 사용되고 NLPARM entry 가 creep 해석용으로 준비되면 이 entry 가 활성화된다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1500]. Creep 정식화는 원칙적으로 등방성(isotropic) 재료에 적합하며, 일반적으로 이방성(anisotropic) 재료에 사용하면 부정확한 결과를 낼 수 있다. 다만 약한 이방성 재료에서는 허용 가능한 결과가 나올 수 있다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1500].
Creep 은 고온 응력 해석에서 중요한 요인이다. 시간 의존적이고 비탄성적인(inelastic) 거동으로, 재료의 항복응력 이하나 이상 어느 응력 수준에서도 발생할 수 있다 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.115]. Creep 거동은 primary, secondary, tertiary creep 으로 특성화되며, 공학 해석은 주로 primary 와 secondary creep 영역에 국한된다. tertiary creep 은 일반적으로 necking 같은 기하학적 불안정성과 연관된다 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.115]. primary 와 secondary creep 의 주요 차이는 creep strain rate 로, primary 영역의 변형률 속도가 secondary 영역보다 훨씬 크다. creep data 는 지수(exponent) 형태 또는 piecewise linear curve 로 지정할 수 있다 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.115].
| 영역 | 특징 |
|---|---|
| Primary Creep | creep strain rate 의 빠른 감소 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.116] |
| Secondary Creep | creep strain rate 의 느린 감소 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.116] |
| Tertiary Creep | creep strain rate 의 빠른 증가 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.116] |
사용 위치 (Solution Sequence 별)
CREEP entry 는 conventional element 와 함께 쓰는 creep 재료 정의로, SOL 106 또는 SOL 153 의 creep 해석에서 사용된다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.933]. SOL 106 에서는 점탄성(viscoelastic) 재료의 준정적(quasi-static) 거동을 creep 기능으로 해석할 수 있으며, Maxwell-Kelvin 모델의 rheological model parameter (Kp, Cp, Cs) 를 CREEP 와 TABLES1 Bulk Data entry 로 정의하고 NLPARM 에 time increment 를 지정하여 수행한다 [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.650].
SOL 400 에서는 advanced element(extended property extension 을 가진 PSLDN1, PSHLN1 등)를 사용할 때 creep data 를 MATVP 로 입력해야 하며, CREEP bulk data entry 가 아닌 MATVP 가 advanced element 에서 지원되는 유일한 creep 재료 입력 형식이다 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.118]. SOL 400 의 creep 해석 옵션 선택에서 CREEP 는 conventional element 용, MATVPMA 는 advanced element 용으로 구분되며, creep 해석은 NLSTEP bulk data entry 로 활성화된다 [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.186].
형식 / 필드 / 구문
DMAP 데이터 블록 관점에서 CREEP record 의 주요 워드 구성은 다음과 같다 [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.834].
| Word | Name | Type | 의미 |
|---|---|---|---|
| 1 | MID | I | Material identification number |
| 2 | T0 | RS | Reference temperature |
| 3 | EXP | RS | creep rate 식의 온도 의존 항 |
| 4 | FORM | I | 입력 데이터 형식: “CRLAW” 또는 “TABLE” |
| 5 | TIDKP | I | creep model parameter Kp 를 정의하는 TABLES1 ID |
| 6 | TIDCP | I | creep model parameter Cp 를 정의하는 TABLES1 ID |
| 7 | TIDCS | I | creep model parameter Cs 를 정의하는 TABLES1 ID |
| 8 | THRESH | RS | creep process 의 threshold limit |
| 9 | TYPE | I | 경험적 creep law 식별 번호 |
| 10 | AG(7) | RS | 경험적 creep law 의 계수 |
관련 항목
- creep parameter 등 stress-dependent 재료 물성을 위한 tabular function 은 TABLES1 으로 정의한다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1065]. → TABLES1
- 온도 입력 단위를 절대온도로 변환하는 PARAM,TABS 는 SOL 106/153 creep 해석 시 CREEP entry 와 함께 참조된다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.933]. → PARAM,TABS
- advanced element 용 viscoplastic/creep 재료 물성: MATVP [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.118]
- stress-dependent 재료 물성: MATS1 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1065]
- SOL 400 의 nonlinear material option 제어: NLMOPTS [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1065]
- creep 해석 활성화·시간 적분 제어: NLSTEP [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.186]
- SOL 106 creep 해석의 time increment 지정: NLPARM [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.650]
- 관련 솔루션: SOL 106 Nonlinear Static, SOL 400
- 상위 개념: Material, Bulk Data
- 관련 카드: MAT1, MAT2, MAT9
NLMOPTS 의 “CREEP” 키워드 (참고)
주의: SOL 400 의 NLMOPTS bulk data entry 에는 “CREEP” 키워드가 있는데, 이는 job 의 하나 이상의 step 에서 creep 이 가능함을 나타내고 creep 해석의 정식화를 지정한다. 이 키워드는 extended property extension(PSLDN1, PSHLN1 등)을 가진 element 에서만 유효하며, creep data 는 CREEP bulk data entry 가 아닌 MATVP 로 입력해야 한다 [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2316]. 즉 NLMOPTS 의 “CREEP” 키워드와 본 CREEP bulk data entry 는 서로 다른 항목이다.
출처
- [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1500] — CREEP Creep Characteristics 정의·활성화 조건
- [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.933] — PARAM,TABS 및 SOL 106/153 creep 참조
- [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.1065] — Stress Dependent 재료(CREEP, MATS1, NLMOPTS, TABLES1)
- [MSC_Nastran_2022.4_Quick_Reference_Guide.pdf p.2316] — NLMOPTS “CREEP” 키워드
- [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.115] — Creep 개념(primary/secondary/tertiary)
- [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.116] — Creep Strain vs Time
- [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.118] — Creep Material Entries(MATVP)
- [MSC_Nastran_2022.4_SOL_400_Getting_Started_Guide.pdf p.186] — Creep Subcase Parameters(NLSTEP, CREEP, MATVPMA)
- [MSC_Nastran_2022.4_Reference_Guide.pdf p.650] — Viscoelastic Material(SOL 106 creep)
- [MSC_Nastran_2022.4_DMAP_Programmer_Guide.pdf p.834] — CREEP record 필드 구성