복합재 공학을 위한 해석 소프트웨어

LUSAS Composite는 모든 유형의 복합재 설계를 지원하기 위해 설계된,
업계 최고 수준의 폭넓고 강력한 공학 해석 기능을 제공하는 솔루션입니다.

Tsai-Hill, Hoffman, Tsai-Wu 등 다양한 파괴 기준을 활용한 기본적인 파손 예측부터,
층간 박리(delamination) 거동을 고려한 고급 파괴 해석에 이르기까지,
LUSAS Composite는 설계 및 검토 시간을 크게 단축하면서도 신뢰성 높은 해석 결과를 제공합니다.

구조 및 교량 분야에서는
섬유보강플라스틱(FRP), 적층 유리, 스미어드 보강 기법을 적용한 철근콘크리트,
그리고 적층 쉘 요소를 이용한 조적 아치 구조의 두께 방향 점진적 균열 평가까지
폭넓은 재료와 구조 형식을 정밀하게 모델링할 수 있습니다.

직관적인 Windows 기반 사용자 인터페이스를 통해 강력한 모델링 및 결과 처리 기능에 손쉽게 접근할 수 있으며,
온라인 도움말을 통해 필요한 정보를 즉시 확인할 수 있습니다.
공학 해석 분야의 선도적 소프트웨어로 평가받는 LUSAS Composite는,
풍부한 고급 기능을 바탕으로 사용자의 해석 요구를 충족시키고 설계 역량을 한층 확장시켜 줍니다.

왜 LUSAS Composite를 사용해야 할까요?

• 하나의 소프트웨어 패키지에서 모든 유형의 복합재 부재에 대한 구조 모델링과 해석을 비용 효율적으로 수행할 수 있습니다.

• Feature 기반 모델링을 통해 단일 모델 내에서 다양한 요소 유형을 자유롭게 혼합하여 사용할 수 있습니다.

• 고급 비선형 기하, 재료 및 접촉 모델링 기능을 통해 실제 거동에 근접한 정밀 해석이 가능합니다.

• LUSAS Programmable Interface(LPI) 를 활용해 사용자의 업무 요구에 맞게 소프트웨어를 유연하게 확장하고 자동화할 수 있습니다.

• LUSAS는 오랜 기간 산업계를 선도해 온 신뢰받는 소프트웨어 공급사로,
  사용자들로부터 “업계 최고 수준(The best in the business)” 이라 평가받는 기술 지원 서비스를 제공합니다.

모든 유형의 복합재 해석에 이상적인 솔루션

LUSAS Composite는 업계 최고 수준의 최첨단 요소 라이브러리와 재료 모델을 기반으로, 다양한 복합재 공학 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다.

• 연관성(Associativity) 기반 모델링으로 기하 형상이 변경되더라도, 할당된 하중·지지조건·속성들이 자동으로 재배치되어 모델 수정이 빠르고 안전합니다.

• 강력한 GUI 결과 처리 기능을 통해 복합재 특화 결과에 대한 등고선 표시, 그래프, 플롯을 직관적으로 분석할 수 있습니다.

• 고급 스크립팅 언어를 활용해 사용자 정의 메뉴와 폼을 추가할 수 있어, 반복적인 해석 작업을 최소한의 사용자 개입으로 수행할 수 있습니다.

• 모델링부터 결과 처리까지 해석 전 과정을 자동화할 수 있으며, 사용자의 업무 방식에 맞춰 유연하게 맞춤 구성할 수 있습니다.

LUSAS Composite는 복합재 해석의 효율성과 정확성을 동시에 높여주는 최적의 선택입니다.

고급 해석 및 설계(Advanced Analysis and Design)

복합재 기술의 발전은 이에 상응하는 고급 해석 소프트웨어를 요구합니다.
LUSAS Composite는 이러한 요구에 대응하는 해답을 지금 바로 제공하여, 경쟁사 대비 확실한 우위를 확보할 수 있도록 지원합니다.

LUSAS Composite는 다음과 같은 강력한 기능을 제공합니다.

• 고급 요소(Element) 세트를 통한 정밀한 복합재 모델링

• LUSAS의 모든 재료 모델을 활용한 폭넓은 해석 가능성

• 고속 반복 솔버(Fast Iterative Solver) 기술로 대규모 문제도 신속하게 해결

• 다양한 고급 해석 옵션에 대한 유연한 접근

또한 소프트웨어 키 시스템을 통해 필요 시 언제든지 고급 옵션을 즉시 활성화할 수 있어, 새로운 해석 요구에도 지체 없이 대응할 수 있습니다.

간편한 적층(Lay-up) 정의

LUSAS Composite는 해석 대상 부재와 독립적으로 복합재 적층(Lay-up)을 그 어느 때보다 빠르고 간편하게 정의할 수 있는 환경을 제공합니다.
각 적층체(laminate)의 물성은 테이블 형식으로 정의되며, 각 층(ply)에는 고유한 이름을 부여할 수 있어 결과 처리 시 명확한 구분이 가능합니다. 이는 특히 플라이 드롭오프(ply drop-off) 가 발생하는 경우에 매우 유용합니다.

적층 아이콘(Lay-up icon)을 통해 자동 할당 전에 시각적으로 적층 구성을 검토할 수 있으며, 확인 후에는 적층이 기하 형상에 자동으로 적용됩니다.
이러한 고유한 적층 정의 절차는 모델링 과정에서 발생할 수 있는 오류 가능성을 크게 줄여 줍니다.

LUSAS Composite는 복합재 적층 정의를 단순화하여 정확성과 작업 효율을 동시에 향상시킵니다.

고급 해석 기술

복합재 부재는 비복합재 부재와 다른 파손 특성을 가지며 복합재는 자주 복잡한 재료 조합으로 구성됩니다. 이로 인해 독특한 해석 문제가 발생합니다. 복합재에 전통적인 모델링 기법을 적용할 경우 필수적으로 많은 요소가 필요하므로 비용이 많이 듭니다. 일부 해석 시스템은 적층 속성을 통합하여 동질 재료 매트릭스를 형성할 수 있지만, 이러한 시스템은 선형 해석으로만 파손을 예측할 수 있습니다. 파손을 올바르게 모델링하고 잔여 강도를 평가하려면, LUSAS Composite와 함께 비선형 해석이 필요하며, 여기서 개별 적층의 거동이 모델링됩니다.

고급 해석 기술(Advanced Analysis Technology)

복합재 부재는 비복합재 구조와는 다른 파괴 특성을 가지며, 다양한 재료가 복합적으로 결합된 경우가 많아 해석 측면에서 고유한 어려움을 동반합니다.
기존의 전통적인 복합재 모델링 기법은 매우 많은 요소 수를 필요로 하여, 해석 비용과 시간이 과도하게 증가하는 문제가 있습니다.

일부 해석 시스템에서는 적층체(laminate) 특성을 하나의 균질 재료 행렬(homogeneous material matrix) 로 통합하여 모델링할 수 있으나, 이러한 접근 방식은 선형 해석 범위 내에서만 파괴 예측이 가능하다는 한계를 가집니다.

복합재의 실제 파괴 거동을 정확히 모델링하고, 파괴 이후의 잔존 강도(residual strength) 를 평가하기 위해서는 각 적층층(laminate)의 개별 거동을 고려한 비선형 해석이 필수적입니다.
LUSAS Composite는 이러한 요구를 충족하는 고급 비선형 해석 기술을 제공하여, 복합재 구조물의 거동을 보다 현실적으로 평가할 수 있도록 지원합니다.

LUSAS Composite는 복합재 해석의 정확성과 신뢰성을 한 단계 끌어올리는 차별화된 해석 기술을 제공합니다.

복합재 파손 기준

복합재 파손 기준은 선형 응력 분포를 통한 복합재 파손 예측 수단을 제공합니다. LUSAS 내에서는 일반적으로 사용되는 Tsai-Hill, Hoffman, Tsai-Wu (Cowin 확장이 포함됨), Hashin (섬유 및 기초) 복합재 파손 기준이 사용 가능합니다.

고급 복합재 요소(Advanced Composite Elements)

쉘 요소뿐만 아니라, LUSAS의 3D 고체 복합재 요소는 하나의 요소로 여러 적층체(laminate)를 모델링할 수 있어 모델 규모를 효과적으로 줄여 줍니다.
이를 통해 복잡한 복합재 구조도 보다 효율적으로 해석할 수 있습니다.

여러 개의 복합재 블록이 맞물려 구성된 복잡한 3D 부재의 경우,
LUSAS Composite는 서로 다른 요소망(mesh)을 자동으로 연결하는 구속 방정식(constraint equations) 을 생성하여, 이질적인 메시 간의 거동을 정확하게 연계할 수 있습니다.

이 강력한 기능은 응력이 집중되는 영역에서 요소 크기를 빠르게 변화시키는 메시 그레이딩(mesh grading) 에도 활용할 수 있어,
해석 정확도를 유지하면서도 해석 시간을 크게 단축할 수 있습니다.

또한 인접한 적층체에 대해 선형 및 비선형 모델링을 동시에 적용할 수 있어,
서로 다른 재료가 혼합된 복합 재료 적층(Mixed material lay-up) 도 정밀하게 분석할 수 있습니다.

LUSAS Composite의 고급 복합재 요소 기술은 대규모·고난도 복합재 해석을 보다 빠르고 정확하게 수행할 수 있도록 지원합니다.

복합재 파괴 기준(Composite Failure Criteria)

복합재 파괴 기준은 선형 응력 분포를 기반으로 복합재의 파괴를 예측할 수 있는 방법을 제공합니다.
LUSAS Composite에는 실제 설계와 해석에서 널리 사용되는 다음과 같은 복합재 파괴 기준이 포함되어 있습니다.

• Tsai–Hill 파괴 기준

• Hoffman 파괴 기준

• Tsai–Wu 파괴 기준 (Cowin 확장 포함)

• Hashin 파괴 기준 (섬유 파괴 및 매트릭스 파괴 구분)

이러한 다양한 파괴 기준을 통해, 사용자는 복합재 구조물의 파괴 개시 여부와 파괴 모드를 보다 신뢰성 있게 평가할 수 있습니다.

LUSAS Composite는 검증된 복합재 파괴 기준을 통해 초기 파손 거동에 대한 정밀한 분석을 지원합니다.

복합재 파괴 기준(Composite Failure Criteria)

복합재 파괴 기준은 선형 응력 분포를 기반으로 복합재의 파괴를 예측할 수 있는 방법을 제공합니다.
LUSAS Composite에는 실제 설계와 해석에서 널리 사용되는 다음과 같은 복합재 파괴 기준이 포함되어 있습니다.

• Tsai–Hill 파괴 기준

• Hoffman 파괴 기준

• Tsai–Wu 파괴 기준 (Cowin 확장 포함)

• Hashin 파괴 기준 (섬유 파괴 및 매트릭스 파괴 구분)

이러한 다양한 파괴 기준을 통해, 사용자는 복합재 구조물의 파괴 개시 여부와 파괴 모드를 보다 신뢰성 있게 평가할 수 있습니다.

LUSAS Composite는 검증된 복합재 파괴 기준을 통해 초기 파손 거동에 대한 정밀한 분석을 지원합니다.

복합재 박리(Composite Delamination)

Delamination analysis

LUSAS Composite에서는 2D 및 3D 복합재 박리 인터페이스 요소(interface elements) 를 모두 지원합니다.
이 요소들은 증분 비선형 해석(incremental nonlinear analysis) 을 통해 복합재의 박리 거동을 정밀하게 모델링할 수 있도록 설계되었습니다.

인터페이스 요소는 유한요소 모델 내부에 삽입되며, 비선형 재료 모델을 사용해 박리 특성이 정의됩니다.
개구(opening) 또는 인열(tearing) 방향의 응력이 설정된 강도 한계값을 초과하면,
재료 매개변수에 따라 인터페이스 요소의 재료 특성이 선형적으로 감소하고,
파괴 에너지(fracture energy) 를 초과하는 시점에서 완전 파괴가 발생한 것으로 간주됩니다.

초기 균열(initial crack)을 별도로 도입할 필요가 없으므로,
인터페이스 요소는 박리가 발생할 가능성이 있는 위치에 미리 배치할 수 있으며,
실제 파괴 조건이 만족되기 전까지는 비활성(dormant) 상태로 유지됩니다.

포괄적인 비선형 해석(Comprehensive Nonlinear Analysis)

LUSAS Composite는 탁월한 비선형 문제 해결 능력을 제공하여,
복잡한 복합재 구조물의 실제 거동을 정밀하게 해석할 수 있도록 지원합니다.

대변형, 소성 거동, 붕괴 현상 등을 포함하는 문제에 대해
기하 비선형, 재료 비선형, 경계 조건 비선형을 모두 고려할 수 있는 강력한 기능을 제공합니다.

또한 완전 자동 하중 증분, 수렴 실패 시 자동 복구, 해석 재시작 기능을 통해
비선형 해석에 익숙하지 않은 사용자도 다양한 비선형 문제를 빠르게 해결할 수 있도록 설계되었습니다.

결과 처리 기능에서는 하중–변위 곡선의 자동 생성과
항복(yielded) 재료 영역의 시각적 확인이 가능하여,
비선형 거동을 직관적으로 이해하고 평가할 수 있습니다.

충돌 및 접촉 해석(Impact and Contact Analysis)

저속 및 고속 충돌을 포함한 접촉 문제에 대해,
LUSAS Composite는 접촉 요소를 자동으로 인식하고,
특별히 개발된 슬라이드라인(slidelines) 과 슬라이드서피스(slidesurfaces) 기능을 통해
접촉 영역에서 발생하는 상호작용을 효과적으로 처리합니다.

이를 통해 2D 및 3D 모델 모두에서 복잡한 충돌·접촉 해석을 대폭 단순화할 수 있으며,
해석 설정에 소요되는 시간과 부담을 크게 줄이면서도 신뢰성 높은 결과를 얻을 수 있습니다.

동적 해석(Dynamic Analysis)

LUSAS Composite를 사용하면 강제 응답(Forced Response), 진동(Vibration), 과도 동역학(Transient Dynamics) 문제를 보다 빠르고 효율적으로 해결할 수 있습니다.
또한 필요에 따라 대화형 모달 동역학(Interactive Modal Dynamics, IMD) 결과 처리 기능을 활용하여, 선택한 하중 케이스에 대한 응답만 계산할 수 있습니다.

이 접근 방식은 전체 과도 동역학 해석을 수행하는 경우에 비해
해석 시간을 크게 단축하고 디스크 사용량을 줄이는 장점이 있습니다.

CAD 데이터와의 작업

모델 정보는 IGES 및 DXF와 같은 산업 표준 교환 형식뿐만 아니라 특정 CAD 시스템과의 데이터 교환 형식을 사용하여 광범위한 CAD 시스템과 교환될 수 있습니다.

구조 응용

LUSAS Composite는 구조 및 교량 분야에서 섬유보강플라스틱(FRP), 적층 유리, 스미어드 보강 기법을 적용한 철근콘크리트, 그리고 적층 쉘 요소를 이용한 조적 아치 구조의 두께 방향 점진적 균열 평가까지 폭넓은 구조 형식에 대한 정밀한 모델링과 해석을 지원합니다.

고급 적층 쉘 요소(Layered Shell Elements) 를 통해 재료의 층별 거동과 균열 진전을 현실적으로 재현할 수 있어, 구조물의 성능 평가와 설계 검토를 보다 신뢰성 있게 수행할 수 있습니다.

소프트웨어 제품

LUSAS Composite는 단 하나의 소프트웨어 제품 버전인 Composite Plus로 제공됩니다. Windows 사용자 인터페이스는 빠르고 간편한 모델 생성, 하중 적용 및 하중 결과 조합을 지원합니다.

요소 집합

소프트웨어 옵션

LUSAS Composite의 유한 요소 해석 기능은 추가 소프트웨어 옵션을 구매하여 확장할 수 있습니다.

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글로벌 범위 및 지원

LUSAS 소프트웨어는 본사와 전 세계에 위치한 공식 유통업체 및 대리점을 통해 폭넓은 마케팅과 기술 지원 서비스를 제공하고 있습니다.

수천 명의 사용자를 보유한 LUSAS는 다양한 산업 분야에서 높은 평가를 받고 있으며, 다수의 국제적 엔지니어링 컨설턴트 그룹이 선택한 솔루션로서 그 신뢰성과 안정성을 입증해 왔습니다. 또한 다양한 정부 기관, 지방자치단체, 중소 및 중견 엔지니어링 컨설턴트에서도 널리 사용되고 있으며, 많은 사용자들이 LUSAS의 고급 해석 기능을 기반으로 역량을 확장하고 경쟁력을 강화하고 있습니다.

전 세계의 대학 및 연구 기관에서도 LUSAS Academic 버전을 활용하여 실무에서 즉시 활용 가능한 숙련된 사용자들을 꾸준히 배출하고 있으며, 이를 통해 산업계와 학계 간의 기술 연속성을 강화하고 있습니다.