![[PukiWiki]](image/pukiwiki.png "[PukiWiki]")
#author("2022-04-21T12:33:24+09:00","default:kouzouken","kouzouken") #author("2022-04-21T12:34:43+09:00","default:kouzouken","kouzouken") #contents *密度を用いる数値解析（固有振動数・振動解析など）に用いる密度単位系について [#e75dcf76] 有限要素法ソフトが出力する応力の単位は[Pa]，変位の単位は[m]となり，モーダル解析結果の固有振動数の単位は[Hz]となります。 '''有限要素法ソフトが出力する応力の単位は[Pa]，変位の単位は[m]となり，モーダル解析結果の固有振動数の単位は[Hz]となります。''' 形状モデルを[mm]単位でモデリングした場合を述べます。ヤング率の単位は[N/mm2]で入力します。鉄鋼材料のヤング率は2 × 105 [N/mm2]となります。ポアソン比は0.30[-]ですね。密度の単位は[ton/mm3]で入力するので，7.8×10-9[ton/mm3]となります。重力加速度は9800[mm/s2]となります。 '''形状モデルを[mm]単位でモデリングした場合を述べます。ヤング率の単位は[N/mm2]で入力します。鉄鋼材料のヤング率は2 × 105 [N/mm2]となります。ポアソン比は0.30[-]ですね。密度の単位は[ton/mm3]で入力するので，7.8×10-9[ton/mm3]となります。重力加速度は9800[mm/s2]となります。''' 有限要素法ソフトが出力する応力の単位は[N/mm2]ないしは[MPa]，変位の単位は[mm]となり，モーダル解析結果の固有振動数の単位は[Hz]となります。 '''有限要素法ソフトが出力する応力の単位は[N/mm2]ないしは[MPa]，変位の単位は[mm]となり，モーダル解析結果の固有振動数の単位は[Hz]となります。''' ここで密度の単位[ton/mm3]が気になります。なぜ[kg/mm3]でないのでしょうか。この謎の答えはヤング率の単位[N/mm2]にあります。力の単位[N]を分解してみると[kg.m/s2]となります。せっかく[mm]で統一していたのに[m]が混入しています。このあおりを食らって密度を0.001倍する羽目になったのです。mm-N単位系にはちょっとした矛盾がありますね。([[CAEと強度計算の森 構造解析で使う材料定数とその単位系から抜粋:https://www.fem-vandv.net/c13.html]]) '''ここで密度の単位[ton/mm3]が気になります。なぜ[kg/mm3]でないのでしょうか。この謎の答えはヤング率の単位[N/mm2]にあります。力の単位[N]を分解してみると[kg.m/s2]となります。せっかく[mm]で統一していたのに[m]が混入しています。このあおりを食らって密度を0.001倍する羽目になったのです。mm-N単位系にはちょっとした矛盾がありますね。'''([[CAEと強度計算の森 構造解析で使う材料定数とその単位系から抜粋:https://www.fem-vandv.net/c13.html]]) **木材と鋼材を用いたモデルをmm-N系でモデリングする場合 [#q922901d] ,,単位,木材,鋼材 ,ヤング率,MPa(N/mm$^2$),6000,206000 ,ポアソン比,--,0.4,0.3 ,密度,ton/mm$^3$,3.8$\times10^{-10}$,7.8$\times10^{-9}$ ,重力加速度,mm/s$^2$,9800,9800 木材とかは樹種によってヤング率とか密度とか変わってくるので用いる樹種によって変更してください． 今回はスギ材を仮定しています．マツ系とか$5.0\times10^{-10}$だったりする． なお，[m]単位でモデリングするときは，密度の単位はkg/m$^3$を用います． 固有値解析（モード解析）をするときはm系でモデリングすることが望ましい． 単位系がわかりやすいから！！ *振動解析 [#zdff5a62] **固有振動数の理論値 [#lcf54dec] -[[日本機械学会構造振動学:https://www.jsme.or.jp/sed/guide/dynamics5.pdf]] **ソリッド要素の振動解析 [#j0a3e91b] ***[[modal.hdf:http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/salome/hdf/modal.hdf]] [#xa1873dd] -[[Salomemeca使用解説法:http://opencae.gifu-nct.ac.jp/pukiwiki/index.php?SALOME-Meca%A4%CE%BB%C8%CD%D1%CB%A1%B2%F2%C0%E2]]の10-00.pdfのファイル通りに作成した立体要素の片持ち梁の振動解析のhdfファイル． **梁要素の片持ち梁の解析 [#mc1629ff] ***[[kukei1125.hdf:http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/salome/hdf/kukei1125.hdf]] [#ca1f0b05] -梁要素の片持ち梁の解析．[[Salome-Meca2017]]とやり方はほとんど同じで，異なる点は， --ModelDefinition,Assign finante elementで，Modalisationを3Dではなく，POU_D_E にする --ModelDefinition,AFFE_CARA_ELEMを追加し， --1)POITREにチェックを入れ，Edit --2)Group of elementは，梁要素につけたグループ名．(このhdfファイルでは，edge) --3)SECTIONでは，RECTANGLE(矩形という意味)，CARAはHY,HZ，ValueはCARAのHY,HZに対応した数値を打つ． ---HY,HZについては，[[ここ:https://www.code-aster.org/V2/doc/default/en/index.php?man=commande]]の[U4.42.01] Operator AFFE_CARA_ELEMの6 Keyword BARに載っている --BC&LoadのEnforce DOFでDX,DY,DZに加え，DRX,DRY,DRZにも0を入れて，固定． --載荷は点なので，FORCE_NODALE --Post Processingは今回は全部いらない --Analysis,At Least oneはどちらもチェック入れる --outputの出力はResult,NOM_CHAMのDEPLのみ -Paravisにおいては，WarpByVectorの（私のパソコンでは左にある）オブジェクトインスペクターのGenerateVectorにチェックを入れる **梁要素の片持ち梁の振動解析 [#ufc0332e] ***[[kukeimode1204.hdf:http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/salome/hdf/kukeimode1204.hdf]] [#u14487e3] -梁の片持ち梁のモード解析 --Analysis,CALC_MODES，Optionでは[[このシェル要素のYoutube:https://www.youtube.com/watch?v=5SYHxrAr4f8]]で，「とりあえずPLUS_PETITEを選択しときましょう」みたいに言っているので，とりあえずPLUS_PETITEを選択． --Analysis,CALC_MODESのSolverとSTOP_BANDEとTYPE_RESUはぜんぶ消したが，上のシェル要素のYoutubeでこの項目がなかったからなので，これが正しいやり方かは微妙 --AnalysisのVERI_MODEをEditし，STOP_ERREURのチェックを外してNoにした **ソリッド要素のラーメン構造の振動解析 [#x840b790] ***[[ramenbox1206.hdf:http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/salome/hdf/ramenbox1206.hdf]] [#m2acce9c] -メッシュを切るときに，詳細セットの割り当て，3D:Automatic Hexahedralozation，キャンセル，1D，までは同じで，その後Number of Segmentsにする．(今まではMaxSizeを選択していた部分） -AsterStudyは，立体要素の振動解析と同じ設定で解ける． **梁要素のラーメン構造の振動解析 [#o66b5917] ***[[ramenhari1209.hdf:http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/salome/hdf/ramenhari1209.hdf]] [#od02d80d] -ジオメトリでは，全部の梁要素を選択して一つのジオメトリのグループとする． -メッシュを切る際は，Maxsizeではなく，Number of Segment -AsterStudyは，梁の片持ち梁の振動解析と同じ **シェル要素の片持ちばりの振動解析 [#p1d749e5] ***[[katamoti2d.hdf:http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/katamoti2d.hdf]] [#r3c174d8] -梁要素との違いだけ記載 -Aster Studyの設定 -Model Definition -Assign finite element -MOdelisation -1item- DKT -AFFE_CARA_ELEM -COQUEを追加 -COQUEの設定 -Exactly one -Group of element (グループの選択) -Exactly one -EPALS(シェルの板厚設定) -ANGL REP（面の法線方向） -COQUE NCOU(層の数) -INER_ROTA (intertia of rotationを計算する）-yes あとの設定は一緒です。 -Analysis-CALC MODES-オプション-BANDE（今はPLUS-PETITEになっている。） **梁要素とシェル要素の振動解析 [#x0f40d4e] -[[harishell.comm:http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/harishell.comm]] -[[harishell.hdf :http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/harishell.hdf]] -梁要素とシェル要素を結合させるにはジオメトリー上でコンパウンドして一つのモデルにする。グループはシェルの結合させるEdgeと梁の結合させる点と結合する梁（まとめじゃなく一本づつ） メッシュを切ってAster studyの設定をする。 **梁とシェルの結合による骨組モデルの振動解析（LIAISON_SOLIDE） [#k24fd270] ***[[harishellketa.hdf:http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/oikawa/harishellketa.hdf]] [#d1bacc3a] ***[[harishellketa.comm:http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/oikawa/harishellketa.comm]] [#cf87d57d] -今回はLIAISON_SOLIDEの結合コマンドによる梁とシェルの結合を紹介します。 LIAISON_SOLIDEは節点同士を変形のない剛体として結合する方法である。そのためシェルの持っている節点要素と桁の持っている節点要素を結合することにより梁要素とシャル要素の結合が可能になる。 -ジオメトリーで行うこと。シェルの節点と同位置にある桁の節点を同一グループとして結合する。 --事前に桁の節点とシェルの節点をパーティションで同一モデルにしておく必要があります。（桁とシェルはコンパウンドしておくこと。） -メッシュはあまりやることはありません。（いつも通りってこと。） -Aster Study ではPOU_D_EとCOQUEの設定は通常通り設定してください。 COQUEの設定で節点が含まれるエッジのグループを入れる必要はございません。 -LIAISON_SOLIDEはBC and Load の中にあります。選択して節点の同一グループをGROUP_NOEUに設定する。これで終わり。あとはこれを結合させたい分だけ作る。 DEBUT(LANG='EN') mesh = LIRE_MAILLAGE(FORMAT='MED', UNITE=2) model = AFFE_MODELE(AFFE=(_F(MODELISATION=('3D', ), PHENOMENE='MECANIQUE', TOUT='OUI'), _F(GROUP_MA=('ta4', 'ta5', 'ta6', 'ta1', 'ta2', 'ta3'), MODELISATION=('POU_D_E', ), PHENOMENE='MECANIQUE'), _F(GROUP_MA=('sss', ), MODELISATION=('DKT', ), PHENOMENE='MECANIQUE')), MAILLAGE=mesh) elemprop = AFFE_CARA_ELEM(COQUE=_F(ANGL_REP=(0.0, 0.0), COQUE_NCOU=1, EPAIS=8.0, GROUP_MA=('sss', ), INER_ROTA='OUI'), MODELE=model, POUTRE=_F(CARA=('A', 'IY', 'IZ', 'JX'), GROUP_MA=('ta4', 'ta5', 'ta6', 'ta1', 'ta2', 'ta3'), SECTION='GENERALE', VALE=(100.0, 833.0, 833.0, 1347.87), VARI_SECT='CONSTANT')) mater = DEFI_MATERIAU(ELAS=_F(E=7500.0, NU=0.4, RHO=0.0459)) fieldmat = AFFE_MATERIAU(AFFE=_F(MATER=(mater, ), TOUT='OUI'), MODELE=model) load = AFFE_CHAR_MECA(DDL_IMPO=_F(DX=0.0, DY=0.0, DZ=0.0, GROUP_MA=('kotei', )), LIAISON_SOLIDE=(_F(GROUP_NO=('ke1', )), _F(GROUP_NO=('ke2', )), _F(GROUP_NO=('ke3', )), _F(GROUP_NO=('ke4', )), _F(GROUP_NO=('ke5', )), _F(GROUP_NO=('ke6', )), _F(GROUP_NO=('ke7', )), _F(GROUP_NO=('ke8', ))), MODELE=model) ASSEMBLAGE(CARA_ELEM=elemprop, CHAM_MATER=fieldmat, CHARGE=(load, ), MATR_ASSE=(_F(MATRICE=CO('mass'), OPTION='MASS_MECA'), _F(MATRICE=CO('stifness'), OPTION='RIGI_MECA')), MODELE=model, NUME_DDL=CO('nddl')) modes = CALC_MODES(CALC_FREQ=_F(NMAX_FREQ=10), MATR_MASS=mass, MATR_RIGI=stifness, OPTION='PLUS_PETITE', VERI_MODE=_F(STOP_ERREUR='NON')) IMPR_RESU(FORMAT='MED', RESU=_F(NOM_CHAM=('DEPL', ), RESULTAT=modes), UNITE=3) FIN() **かじか橋 床版シェル要素，他梁要素 振動解析 [#me5deea4] ***[[arch20182dkeisan0716epic.hdf:http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2019/aoyama/arch20182dkeisan0716epic.hdf]] [#xa1b4e81] ***シェル要素の異方性 [#f8fcc1d2] http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2019/aoyama/defi_composite.png シェル要素の異方性はDEFI_COMPOSITEの設定が必要(?) DEFI_COMPOSITEのデフォルトの名前だとエラーになることがある(?) そのため名前を新たに設定することを推奨．（画像では「aaa」） **断面性能の計算 [#fc178057] -梁要素の解析を行うためには断面諸量を与えてあげる必要がある。 ,A,断面積 ,IY,断面二次モーメント ,IZ,断面二次モーメント ,EYEZ,ねじりの中心位置 ,JX,断面二次極モーメント 断面計算は計算する断面のシェルをジオメトリーで作成し（グループは断面のすべての辺、任意の点）、メッシュを切る。Aster studyのMACR_CARA_POUTREで設定する。 ASTKで断面性能を出力する。salome-meca2018でASTKを設定するにはツール、プラグイン、code_aster、run ASTKで設定してあげる。 -ASTK[[https://sites.google.com/site/codeastersalomemeca/home/code_aster-1/astk-validation]] -断面性能の計算[[https://sites.google.com/site/codeastersalomemeca/home/code_aster-1/bimu-youso/danmenseinou]]
