다쏘시스템의 시뮬리아 Abaqus(아바쿠스)는 유한 요소 모델링 및 해석 통합 솔루션으로서 그동안 많은 사랑을 받아 왔다.
그동안 Abaqus 제품군은 자동차, 항공, 국방, 화학, 의료, 가전 등 다양한 산업의 선도기업에서 보편적으로 사용되어 왔으며, 사용의 편리성, 빠른 해석 능력과 더불어 제품의 실제 거동을 정확히 예측하는데 필수적인 소프트웨어로 인정받고 있다. 그럼에도 불구하고 그동안 한글 교재가 없어 사용자들이 애를 먹어온 것이 사실이다.
이 책은 'Introduction to Abaqus'의 교본을 바탕으로 총 16강으로 이루어져 있으며, 각 강의마다 따라 할 수 있는 예제를 수록했다.
CAE가 전문가의 영역에서 설계자의 영역으로 확대되고 있는 시점에서 이 책은, 이제 막 Abaqus를 배우려는 분들이나 이론적 무장이 필요한 중급 사용자에게 항상 곁에 두고 참고할 지침서가 될 것이다.

1. 이 책에서 다루는 주요 내용
Abaqus는 전체적인 제품 개발 기간을 단축할 수 있도록 혁신적인 해석 기법을 제공하고 있다.

■ Abaqus/CAE
■ 재료(material) 및 섹션(section) 특성
■ Abaqus 어셈블리 작업
■ 선형 정적 해석(Linear Static Analysis)
■ 재료 비선형 및 기하학적 비선형
■ 접촉 해석(Contact)
■ 동역학 해석(Dynamic Analysis)
■ 비선형 준정적 해석
■ 열전달 및 열응력 해석
■ 유한요소해석
■ 실습을 위한 Workshop
■ Abaqus Student Edition 설치 DVD 포함

[머 리 말]

Abaqus(아바쿠스)는 일반적인 유한요소해석(Finite Element Analysis : FEA) 패키지와 마찬가지
로 물리적 현상이나 공학 문제를 컴퓨터를 이용하여 수학적 근사 해를 구하는 프로그램이다. 하지만 다
른 FEA 패키지에 비해 강력한 유한 요소 모델링 기능과 효율적인 해석기능, 그리고 다양한 후처리 기능
뿐 아니라 다중 물리 영역 및 다양한 비선형 해석 성능으로 유한요소해석 패키지 시장에서 최고의 프로
그램으로 군림하고 있다. 특히 통합된 Complete Abaqus Environment(CAE)는 사용자가 Abaqus 환
경에 쉽게 일관되고 직관적으로 접근할 수 있도록 설계되어 있다. 하지만 이러한 Abaqus CAE 환경에서
Abaqus를 효율적으로 사용하기 위한 한글 입문서가 전무하여 Abaqus를 익히고 공부하려는 사람들에
게 장애가 되어 왔다. 이에 다쏘시스템 SIMULIA 브랜드 공식 대리점인 (주)브이이엔지와 다쏘시스템
(Dassault Systemes)코리아의 협업으로 Abaqus를 처음 익히려는 사람들뿐만 아니라 좀더 심화된 학
습을 하려는 사람들까지 도움이 되는 한글판 단행본을 출간하게 되었다.
실제로 해석하고자 하는 대부분의 문제는 재료 비선형, 경계 비선형, 기하학적 비선형을 포함하고 있지
만 FEA 패키지의 기능과 해석 시간의 제약으로 인해 선형을 가정한 해석을 수행하는 경우가 많지만,
Abaqus의 탁월한 비선형 해석 능력은 실제와 가장 유사한 해석(Realistic Simulation)이 가능하므로 자
동차, 전기전자, 건축 토목, 일반기계뿐 아니라 의료기기 등의 구조해석을 위한 툴(Tool)로 사용되고 있다.
탁월한 비선형 해석은 Abaqus의 또 다른 장점이다. 이러한 장점을 잘 살릴 수 있도록 비선형 문제에
대한 예제를 포함하여 자세한 설명이 포함되었다. 그 일환으로 Abaqus의 접촉 문제는 물리적으로 아주
흔한 현상이면서 공학적으로도 중요한 현상이다. 그럼에도 불구하고 FEA 해석에서는 상대적으로 소홀
히 해온 분야이다. 하지만 Abaqus는 이 분야에 오랜 시간 동안 투자를 해왔다. 이러한 접촉문제해석에
대하여 자세한 설명과 따라 할 수 있는 예제가 이번 단행본에 포함되었다.
이번 단행본은 5일 강의인' Introduction to Abaqus'의 교본을 바탕으로 하였다. 총 16강으로 이루
어져 있으며, 각 강의마다 따라 할 수 있는 예제인 Workshop이 포함되어 있다. Workshop을 통하여 각
강의가 강조하고 있는 주제를 연습할 수 있도록 짜여 있다.
번역은 최대한 원본에 충실 하려고 하였다. 그러나 이해가 어려운 경우에는 번역자의 이해를 바탕으로
의역을 하였다. 영어단어의 경우에도 우리말로 적절한 단어가 있으면 번역을 하였고, 적절한 단어가 없거
나 흔히 쓰이는 영어단어의 경우에는 영어를 그대로 사용하였다. 예를 들어 'Step'은 '스텝'으로 영어
발음 나는 그대로 사용하였다.
이 책이 Abaqus를 이용하여 유한요소해석을 시작하는 사람들에게 도움이 되고, Abaqus를 사용하
지 않는 사람들에게도 유한요소해석의 입문서로 활용될 수 있기를 바란다. 특히 Abaqus를 이용한 실무
적인 강의가 강조되어 있으므로 Abaqus를 당장 사용하려는 사람들에게 큰 도움이 될 것이다.
지금까지 한국에서는 Abaqus와 관련되어 있는 한글판 교재가 전무하였다. 이번 기회에 세계 최고의 유
한요소해석 프로그램이라고 자타가 공인하는 Abaqus의 한글판 교재가 출간됨으로 유한요소해석을 통해
제품을 개발하는 연구원이나 엔지니어들에게 조금이라도 기여할 수 있기를 기원하며, 감수에 힘써주신 다
쏘시스템 관계자 여러분과 출판을 위해 노력해주신 CAD&Graphics 관계자 여러분께 감사를 드린다.__

처음 Abaqus를 접했던 1989년 초에 나를 놀라게 했던 것 중의 하나가 엄청난 매뉴얼 세트였었다. 매뉴얼 한 질은 지금 운동 선수들이 이동할 때 가지고 다니는 정도의 가방과 함께 제공하였는데 그 가방은 Hbitt, Karlsson, & Sorenson Inc.의 설립자이며 Abaqus의 개발자 중의 한 사람인 Hibbitt 박사가 여행할 때 즐겨 애용하기도 했다. 그 당시에는 모든 소프트웨어의 매뉴얼들이 바인더 형식으로 되어있어서 매뉴얼을 무릎 위에 펼쳐놓고 키워드와 그에 딸린 옵션들의 의미를 찾아보다 보면 무릎에 밀려오는 매뉴얼의 무게를 실감할 수 있을 정도였으니까.
초기에 제공되던‘ Introduction to Abaqus’는 Hibbitt 박사가 직접 강의하던 것들을 비디오로 캡처
하여 제공이 되었었다. 지금은 다 없어져 찾을 수가 없지만 Hibbitt 박사가 강의하는 비선형 강의를 들을 수 있는 정말로 좋은 기회였다고 생각한다. 교육 교재도 시간이 흘러 비디오에 담고 있는 내용보다 많은 내용을 담아왔으며, 높은 수준의 유한 요소법 이론과 비선형 문제의 해법이 명쾌한 문구로 잘 정리되어 왔었다.
그 동안 수많은 분들이 한글 교재의 필요성을 강조해 왔지만‘ Introduction to Abaqus’의 번역을 주
저하게 만들었던 가장 큰 이유 중의 하나는 실력이 모자라 원본이 담고 있는 한 줄 한 줄의 의미를 그대로 전달할 수 없다는 생각이 들었기 때문이다.
하지만 이제 더 이상 한글로 된 Abaqus 입문서가 없어서는 안되는 시대가 도래했다는 생각이 든다. 그 유는 이제 CAE가 전문가의 영역에서 설계자의 영역으로 확장되었고, Keyword 방식보다 GUI 방식이 익숙한 사람들이 사용자의 대다수를 차지하는 시대가 되었기 때문이다. 좀 늦은 감이 없지 않지만 이번에 출간하는‘ 초급 및 중급 사용자를 위한 Abaqus 입문서’는 이런 시대의 요청을 적극적으로 반영하여 기본기에 충실하고 원본의 의미를 살려 이제 막 Abaqus를 배우려는 분들이나 어느 정도의 사용법을 알고 있으면서 이론적인 무장이 필요한 중급 사용자에게 매우 필요하며, 항상 곁에 두고 참고할 책이다.
이 책의 제작 과정에 있어서 많은 수고를 한 (주)브이이엔지의 기술진들과 책자의 완성도를 높이는 과정을 수행한 다쏘시스템 시뮬리아팀들은 Abaqus 커뮤니티가 더욱 확장할 수 있는 훌륭한 기초 작업을 했다고 자부심을 가져도 될 만할 것이다.
이 책의 발행과 더불어 더 이상 영어가 어려워 Abaqus 사용을 주저하는 분들이 이 땅에서는 없기를 바라며 이 책을 적극적으로 추천하는 바이다.

박 준
다쏘시스템코리아 전무

머리말 2
추천사 3
1장 개요 7
2장 Abaqu/CAE Part I : Geometry 생성 45
3장 Abaqus/CAE Part II : 기존 유한요소 모델 활용 67
4장 재료(material) 및 섹션(section) 특성 79
5장 Abaqus 어셈블리 작업 103
6장 Step, Output, 하중 및 경계조건 115
7장 Import된 형상과 Native 형상의 요소망 생성 135
8장 Job 관리 및 결과 가시화 159
9장 선형 정적 해석(Linear Static Analysis) 187
10장 재료 비선형 및 기하학적 비선형 197
11장 다중 Step 해석 215
12장 구속조건 및 연결성(Constraints and Connections) 225
13장 접촉 해석(Contact) 241
14장 동역학 해석(Dynamic Analysis) 267
15장 비선형 준정적 해석 283
16장 열전달 및 열응력 해석 299

부 록
유한요소해석의 이해와 Abaqus의 유한요소 해석 315

부 록(DVD)
Abaqus Student Edition 설치 가이드 510

Workshop 343
Workshop 준비 Preliminaries 344
Workshop 1 Linear Static Analysis of a Cantilever Beam 347
Workshop 2a Creating Native Geometry : Pipe Creep Model 358
Workshop 2b Import and Geometry Repair : Intersecting Pipes 365
Workshop 3 Importing and Editing an Orphan Mesh : Pump Model 369
Workshop 4a Material and Section Properties: Pipe Creep Model 379
Workshop 4b Material and Section Properties : Pump Model 382
Workshop 5 Pump Model Assembly 385
Workshop 6a Step Definition and Loads : Pipe Creep Model 389
Workshop 6b Step Definition and Loads : Pump Model 397
Workshop 7a Structured Hex Meshing : Pipe Creep Model 403
Workshop 7b Free and Swept Meshing : Pump Model 410
Workshop 7c Meshing of Intersecting Pipes 414
Workshop 8 Creep of a Pipe Intersection 418
Workshop 9a Linear Static Analysis of a Cantilever Beam : Multiple Load Cases 430
Workshop 9b Linear Analysis of a Skew Plate 439
Workshop 10 Nonlinear Analysis of a Skew Plate 449
Workshop 11 Unloading Analysis of a Skew Plate 457
Workshop 12 Defining Tie Constraints : Pump Model 460
Workshop 13 Nonlinear Static Analysis of a Pump Assembly 462
Workshop 14a Dynamic Analysis of a Skew Plate 472
Workshop 14b Pipe Whip Analysis 475
Workshop 15 Single Pass Rolling of a Thick Plate 487
Workshop 16 ThermalStress Analysis of Intersecting Pipes 500

Abaqus(아바쿠스)는 일반적인 유한요소해석(Finite Element Analysis : FEA) 패키지와 마찬가지
로 물리적 현상이나 공학 문제를 컴퓨터를 이용하여 수학적 근사 해를 구하는 프로그램이다. 하지만 다른 FEA 패키지에 비해 강력한 유한 요소 모델링 기능과 효율적인 해석기능, 그리고 다양한 후처리 기능뿐 아니라 다중 물리 영역 및 다양한 비선형 해석 성능으로 유한요소해석 패키지 시장에서 최고의 프로그램으로 군림하고 있다. 특히 통합된 Complete Abaqus Environment(CAE)는 사용자가 Abaqus 환경에 쉽게 일관되고 직관적으로 접근할 수 있도록 설계되어 있다. 하지만 이러한 Abaqus CAE 환경에서 Abaqus를 효율적으로 사용하기 위한 한글 입문서가 전무하여 Abaqus를 익히고 공부하려는 사람들에게 장애가 되어 왔다. 이에 다쏘시스템 SIMULIA 브랜드 공식 대리점인 (주)브이이엔지와 다쏘시스템(Dassault Systemes)코리아의 협업으로 Abaqus를 처음 익히려는 사람들뿐만 아니라 좀더 심화된 학습을 하려는 사람들까지 도움이 되는 한글판 단행본을 출간하게 되었다.
실제로 해석하고자 하는 대부분의 문제는 재료 비선형, 경계 비선형, 기하학적 비선형을 포함하고 있지만 FEA 패키지의 기능과 해석 시간의 제약으로 인해 선형을 가정한 해석을 수행하는 경우가 많지만, Abaqus의 탁월한 비선형 해석 능력은 실제와 가장 유사한 해석(Realistic Simulation)이 가능하므로 자동차, 전기전자, 건축 토목, 일반기계뿐 아니라 의료기기 등의 구조해석을 위한 툴(Tool)로 사용되고 있다.
탁월한 비선형 해석은 Abaqus의 또 다른 장점이다. 이러한 장점을 잘 살릴 수 있도록 비선형 문제에 대한 예제를 포함하여 자세한 설명이 포함되었다. 그 일환으로 Abaqus의 접촉 문제는 물리적으로 아주 흔한 현상이면서 공학적으로도 중요한 현상이다. 그럼에도 불구하고 FEA 해석에서는 상대적으로 소홀히 해온 분야이다. 하지만 Abaqus는 이 분야에 오랜 시간 동안 투자를 해왔다. 이러한 접촉문제해석에 대하여 자세한 설명과 따라 할 수 있는 예제가 이번 단행본에 포함되었다.
이번 단행본은 5일 강의인‘ Introduction to Abaqus’의 교본을 바탕으로 하였다. 총 16강으로 이루
어져 있으며, 각 강의마다 따라 할 수 있는 예제인 Workshop이 포함되어 있다. Workshop을 통하여 각 강의가 강조하고 있는 주제를 연습할 수 있도록 짜여 있다.
번역은 최대한 원본에 충실 하려고 하였다. 그러나 이해가 어려운 경우에는 번역자의 이해를 바탕으로 의역을 하였다. 영어단어의 경우에도 우리말로 적절한 단어가 있으면 번역을 하였고, 적절한 단어가 없거나 흔히 쓰이는 영어단어의 경우에는 영어를 그대로 사용하였다. 예를 들어 ‘Step’은 ‘스텝’으로 영어 발음 나는 그대로 사용하였다.
이 책이 Abaqus를 이용하여 유한요소해석을 시작하는 사람들에게 도움이 되고, Abaqus를 사용하
지 않는 사람들에게도 유한요소해석의 입문서로 활용될 수 있기를 바란다. 특히 Abaqus를 이용한 실무적인 강의가 강조되어 있으므로 Abaqus를 당장 사용하려는 사람들에게 큰 도움이 될 것이다.
지금까지 한국에서는 Abaqus와 관련되어 있는 한글판 교재가 전무하였다. 이번 기회에 세계 최고의 유한요소해석 프로그램이라고 자타가 공인하는 Abaqus의 한글판 교재가 출간됨으로 유한요소해석을 통해 제품을 개발하는 연구원이나 엔지니어들에게 조금이라도 기여할 수 있기를 기원하며, 감수에 힘써주신 다쏘시스템 관계자 여러분과 출판을 위해 노력해주신 CAD&Graphics 관계자 여러분께 감사를 드린다.