初期高さをとすると、このは、
になる。ちなみにの時は、。
から、初期高さを折れ角になおした↓
初期高さ | 折れ角 |
0 | 0 |
0.01 | 0.57297 |
0.1 | 5.73917 |
0.2 | 11.5370 |
0.3 | 17.4576 |
0.4 | 23.5782 |
0.5 | 30 |
0.6 | 36.8699 |
0.7 | 44.4270 |
0.8 | 53.1301 |
0.9 | 64.1581 |
0.95 | 71.8051 |
0.98 | 78.5217 |
0.99 | 81.8904 |
1 | 90 |
tubu4sub_2.f。 初期高さを倍率で指定できるようにした。実行すると、最小の高さ方向分割数も求めることができる。
Ctrl+f→耐用年数 http://www.j-rba.com/php/faq/faq.php
28角柱の圧縮による座屈荷重 MN 30角柱の圧縮による座屈荷重 MN
×高さ方向分割数nを求める式
右辺に出た値よりnを大きくしないと、折り畳み円筒が作れない。 初期高さaには、0を代入して計算したほうがいい。h〜0.0hまで解析するなら
初期高さ | 座屈荷重MN(ble6ccxf) | 座屈荷重MN(ble6ori3) |
0.9h | ||
0.8h | ||
0.7h | ||
0.0h |
初期高さ | 座屈荷重MN(ble6ccxf) | 座屈荷重MN(ble6ori3) |
0.9h | ||
0.8h | ||
0.0h |
初期高さ | 座屈荷重MN(ble6ccxf) | 座屈荷重MN(ble6ori3) |
0.9h | ||
0.8h | ||
0.0h |
円管(周方向分割数26、高さ方向分割数36)を圧縮で座屈させた。
4角柱から、(30角柱)に増やしていったときのバネ定数の変化。
28角柱のばね定数=MN/m
30角柱のばね定数=MN/m
0.4h〜0.8hの時、引張に対して座屈しにくいのは4角形。圧縮に対しては、8角形>6>4の順で座屈しにくい。
圧縮の座屈で、hの時に座屈荷重が落ちるのは、座屈のモードが違うから。0.1〜0.9のときは局部座屈で、hは柱の座屈
初期高さ | 座屈荷重MN(10角形) | 座屈荷重MN(八角形) | 座屈荷重MN(六角形) | 座屈荷重MN(四角形) |
h | 座屈しない | 座屈しない | 座屈しない | 座屈しない |
0.99h | ||||
0.98h | ||||
0.95h | ||||
0.9h | ||||
0.8h | ||||
0.7h | ||||
0.6h | ||||
0.5h | ||||
0.4h | ||||
0.3h | ||||
0.2h | ||||
0.1h | ||||
0.01h | ||||
0.0h |
初期高さ | 座屈荷重MN(10角形) | 座屈荷重MN(八角形) | 座屈荷重MN(六角形) | 座屈荷重MN(四角形) |
h | ||||
0.99h | ||||
0.98h | ||||
0.95h | ||||
0.9h | ||||
0.8h | ||||
0.7h | ||||
0.6h | ||||
0.5h | ||||
0.4h | ||||
0.3h | ||||
0.2h | ||||
0.1h | ||||
0.01h |
初期高さ | ばね定数MN/m(4角形) | ばね定数MN/m(6角形) | ばね定数MN/m(8角形) |
0.0h | |||
0.1h | |||
0.2h | |||
0.3h | |||
0.4h | |||
0.5h | |||
0.6h | |||
0.7h | |||
0.8h | |||
0.9h | |||
0.95h | |||
0.98h | |||
0.99h | |||
1.0h |
初期高さ | 座屈荷重MN(引張) | 座屈荷重MN(圧縮) |
h(四角柱) | 座屈しない | |
0.9h | ||
0.8h | ||
0.6h | ||
0.4h | ||
0.2h | ||
0.0h |
0.9hの引張座屈を、横から見た画像。
0.8h、0.6h、0.4h、0.2hの引張座屈は こういうふうに左右対象になる
1個の台形につき3要素と、12要素を比較
縦軸がバネ定数(MN/m)、横軸が初期高さ。
赤線が今までの要素数で、緑線が要素数を増やしたやつ。
縦軸がバネ定数(MN/m)、横軸が初期高さ。四角柱がすごく硬い。
縦軸がバネ定数(MN/m)、横軸が初期高さ。
0.9hをcgxで見ると、円管というより四角柱に近づいてるように見える。だから0.9hのばね定数が大きかったのかな。
円管の高さをhとして、0.8h、0.6h…というふうに折り畳んでいく。そして、それらに圧縮力を加えた。円管の材料諸元↓
高さ | 12cm |
半径 | 3cm |
厚さ | 0.2mm |
ヤング率 | 69GPa |
拘束条件は、固定側x,y,z、引張側x,yの並進変位の固定。
赤線がh(円管)、緑線が0.8h、濃い青線が0.6h、紫線が0.4h、薄い青線が0.2h、茶線が0h。
縦軸が荷重(N)で、横軸が変位(mm)。
いつもは、CLOADで(1/載荷節点数)と入力したものを、座屈荷重とみなしている。
もし10/載荷節点数とかにしたら、座屈荷重はどう変わるのか見てみた↓。
CLOAD | 0.001/n | 0.01/n | 0.1/n | 1/n | 10/n | 100/n |
理論値との誤差 | 座屈せず | 3% | 3% | 3% | 3% | 座屈せず |
n:載荷節点数
10/nの座屈荷重は、1/nの座屈荷重の0.1倍になる。0.1/nにすれば10倍、0.01/nにすれば100倍の座屈荷重になる。
だから、inpのCLOADで0.1/nで入力したら、datファイルの座屈荷重に0.1かければよい、みたい
2次の座屈モード。162要素の時、誤差は2.7%になった。収束傾向にある。
モード1の座屈。162要素の時、誤差は3%になった。収束傾向にある。真横から見た画像
斜め上から
1枚あたり2要素の場合と、1枚あたり16要素の場合をくらべた。
16要素のほうが滑らかに開いている。
圧縮による座屈。→画像
NLGEOMの有無に関わらず、ccx1.7で計算すれば、frdファイルの無駄な節点はできてしまう。
*WARNING in statics: a nonlinear geometric analysis is requested but no time increment nor step is specified the defaults (1,1) are used
*INFO in gen3dnor: in some nodes opposite normals are defined
*WARNING in statics: a nonlinear geometric analysis is requested but no time increment nor step is specified the defaults (1,1) are used
横軸が変位(mm)、縦軸が力(N)。赤線がNLGEOMを付けた場合で、緑線がNLGEOMをはずした場合。
NLGEOMを付けた場合、40000N以上は、too many cutbacks。
横軸が変位(mm)、縦軸が力(N)。赤線がNLGEOMを付けた場合で、緑線がNLGEOMをはずした場合。
NLGEOMを付けた時、80000N以上でエラー。エラーは以下のようになる。
*ERROR: increment size smaller than minimum best solution and residuals are in the frd file
2枚の板を重ねて高さ0の状態から思いっきり引っ張った。→アニメーション
さらに大きな荷重で引っ張るとこうなる
2枚の板がはじめから開いている状態から、引っ張った。アニメーション
さらに大きな荷重で引っ張るとこうなる
ccx1.7で作ったfrdファイルは、NLGEOMがついているいないにかかわらず、節点がよけいにでてくる。378個の節点のやつをccx1.7で計算し、frdファイルを見たら節点が4000くらいまで増えていた。
高さ0の円筒を固定側x,y,z、引張側x,yを固定して引っ張っても、うまく伸びない。
ccx1.5でも1.7でも、非線型を入れても入れなくても、14角形でも6角形でも、どんな組合せでも、うまくいかない。
かなり小さい初期不整を入れた場合も同じである。
固定側の全節点のx,y,zの並進変位を拘束したもの→アニメーション
6角形、4段、半径5cm、210GPa、板厚1mmの円管に、高さ0から0.5MNでひっぱった。→add-displacement
これは、ccx1.7で、NLGEOMをいれないで計算した。これに、すごく小さい初期不整をいれても、変形状態はほとんど変わらない。
全節点数は378で382という節点はなかった。
「1点でx,y,θz拘束」という境界条件では、ccx1.7でNLGEOMをいれていないと、
*INFO in cascade: linear MPCs and nonlinear MPCs depend on each other common node: 382 in direction 2 Factoring the system of equations using spooles
のようにでて計算できないが、NLGEOMを入れると、計算できた。
計算できたといっても、何度も上のINFOがでできて、時間がかかって計算が終わる。
これのアニメーションを見ると、回転もしないし上にも動かない。
でもadd-displacementを見ると、上に伸びているのが確認できた。
高さ3cm、半径5cm、板厚1mm、ヤング率69GPaで、ccx1.7でのアニメーション。上に引っ張られないで横に動く。
同じ物をccx1.5でやると、しっかり上に動く。
ふたつとも幾何学非線型をいれていない。
ccx1.7に幾何学非線型をいれると、ccx1.5のように上に動くようになる。
だとすると、直径を挟む2点が、一方は半径方向にだけ動けて、他方は接線方向にだけ 動けるので、半径方向に動ける方を回転中心にして、向かい側の点が接線方向に動くと やや回転しているように見えるということだろうか。 1)だとどうなるだろう。
*INFO in cascade: linear MPCs and nonlinear MPCs depend on each other common node: 382 in direction 2 Factoring the system of equations using spoolesのようにでて計算されませんでした。
その1にあるように、69GPaで、ccx1.7の幾何学非線型を入れない状態でやると、おかしいので210GPaでやった。
高さ3cm、半径5cm、板厚1mm、ヤング率210GPa、ccx1.7でNLGEOMを入れないで、荷重0.1MNで引っ張った。
上と同じ物を荷重0.05MNで。
バージョン | 幾何学非線形 | 出力結果 |
ccx_1.5 | 入れない | too many cutbacks |
ccx_1.5 | 入れる | too many cutbacks |
ccx_1.7 | 入れない | 出る |
ccx_1.7 | 入れる | too many cutbacks |
幅5cm、軸長10cm、ヤング率69GPa、1要素で、板厚0.1mmの時。力は0.06Nで押している。0.6Nにすると、too many cutbacks。
幅5cm、軸長10cm、ヤング率69GPa、1要素で、板厚1mmの時。力は600Nで押している。6000Nにすると、too many cutbacks。
幅5cm、軸長14cmで、板厚0.1mmの時。力は0.6Nで引っ張っている。6Nにすると、too many cutbacksがでる。
*STEP,NLGEOMとして幾何学非線型解析にして解いてみますか(そうすれば、変位や回転の大きさには制約がなくなりますので)。
幅5cm、軸長14cmで、板厚1mmの時。力は6Nで引っ張っている。60Nにすると、too many cutbacksがでる。
幅5cm、軸長10cmで、板厚0.1mmの時。力は0.6Nで引っ張っている。6Nにすると、too many cutbacksがでる。
幅5cm、軸長10cmで、板厚1mmの時。力は6Nで引っ張っている。60Nにすると、too many cutbacksがでる。
幅5cm、軸長10cmで、板厚0.1mmの時。力は0.6Nで引っ張っている。6Nにすると、too many cutbacksがでる。
幅5cm、軸長10cmで、板厚1mmの時。力は6Nで引っ張っている。60Nにすると、too many cutbacksがでる。
高さ0の折り畳み円筒を、大きい荷重で引っ張るときにでるエラーの文。
ERROR: too many cutbacks best solution and residuals are in the frd file
*CONTROLS,PARAMETERS=TIME INCREMENTATION 4,8,9,16,10,
z方向の変位の分布。
1点はx軸方向の並進変位を拘束し、その点に対象な点はy軸方向の並進変位を拘束した。
z方向の変位の分布。
1点はx軸方向の並進変位を拘束し、その点に対象な点はy軸方向の並進変位を拘束した。
tasu.fの改造したやつ
いままでの座屈した円管で、Animateのstartをおしてから、Viewingのadd-displacementを押したらこうなった。
要素数を32で、l/hをかえた。
縦軸を誤差(%)、横軸をl/hとする。
赤線が梁理論との誤差で、緑線がティモシェンコとの誤差である。
単純ばりっぽいのと、両端固定ばりっぽいのができた。