門間の卒論日誌 - *$K_{e}/K$ - 初期高さ のグラフ

目次

• $K_{e}/K$ - 初期高さ のグラフ
• 4角折り畳み円筒圧縮試験(2回目)
• 4角折り畳み円筒(CalculiX)
• 質問
• 圧縮試験(4角折り畳み円筒)
• 圧縮試験からのヤング率
• ケント紙の圧縮試験2 質問
• 後藤ちゃちゃ09/12/26
• ケント紙の圧縮試験
• 圧縮試験とCalculiXとの比較(6角・8角折り畳み円筒)
• 折り畳み円筒6角柱(Calculix)
• 6角形のばね定数(Calculixの数値計算)
• ケント紙の引張試験(重りを変えて)
• 最初の供試体での引張試験で6kgまで重りを載せたときのヤング率
• ケント紙の引張試験(供試体を変えて)2
• ケント紙の引張試験(供試体を変えて)
• ケント紙の引張試験(3回の平均)
• ケント紙の引張試験(4回目)
• ケント紙の引張試験(3回目)
• 初期高さと$E_{\e}/E$のグラフ
• 実験から出したヤング率とポアソン比から数値解析ができません
• 後藤ちゃちゃ(09/9/28)
• ヤング率とポアソン比を算出(2回目)
• 後藤ちゃちゃ09/9/28
• ケント紙の引張試験(2回目)
• ケント紙の引張試験(1回目)
• 後藤ちゃちゃ(09/9/17)
• みなさん読んで(後藤ちゃちゃ)09/6/30
• n分割でのたわみの求め方が分かりません。
• 後藤ちゃちゃ(09/6/25)
• 20m×4m×0.1m板のn分割での軸方向変位のグラフ
• 6m×3m×0.1m板のn×m分割での$\I=I_{\y}$の時の曲げのグラフ
• 6m×3m×0.1m板のn×m分割での$\I=I_{\x}$の時の曲げのグラフ
• 6m×3m×0.1m板の2×2分割での$\I=I_{\x}$の時の曲げの変位図
• 張り付けの練習
• 卒論日誌

$K_{e}/K$ - 初期高さ のグラフ

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/monma/soturon.pdf

4角折り畳み円筒圧縮試験(2回目)

1回目と同様1/4が一番硬いという結果になり、2/4が一番やわらかい。 1回目、2回目の試験結果を見ると結果がばらついた。

• 赤:1/4 、 緑:2/4 、 青:3/4
• 縦軸N , 横軸mm

4角折り畳み円筒(CalculiX)

• 赤:1/4 、 緑:2/4 、 青:3/4
• 縦軸N , 横軸mm

質問

• 赤:1/4 、 緑:2/4 、 青:3/4
• 縦軸N , 横軸mm

• 4角折り畳み

• 6角折り畳み

• 8角折り畳み

圧縮試験(4角折り畳み円筒)

• 縦軸N , 横軸mm
圧縮試験結果:角1/4

圧縮試験結果:4角2/4

圧縮試験結果:4角3/4

圧縮試験からのヤング率

• 縦貼りの円筒

98.63 [MPa]

• 斜め貼りの円筒

88.83 [MPa]

2つのヤング率の平均は、$93.73$ [MPa] となった。

ケント紙の圧縮試験2 質問

供試体: 高さ $\ell=5$[cm] 、断面積 $A=62.1$[$mm^2$]

• 斜めに貼った円筒はのりが弱かったのか11kg載せたときに破壊しました。

ヤング率は、縦に貼った円筒がだいたい100〜130MPaの値になり、斜めに貼った方の 円筒は80〜100MPaの値になったんですが、これはそれぞれ平均をとってもいいんですか? 縦に貼った円筒は途中から傾きが変わっているように見えるんですけど。

• 縦軸N , 横軸mm

後藤ちゃちゃ09/12/26

ケント紙の圧縮試験

ヤング率は、折れ曲がる前の線形な部分の変位と荷重を使って$E=(K\ell)/A$で計算。

• 縦軸N , 横軸mm
• 大きい円筒の試験結果 (厚さ10枚分:2.32mm 、横:269.5mm 、高さ:160mm)

• 小さい円筒の試験結果 (厚さ10枚分:2.33mm 、横:269.5mm 、高さ:49.5mm)

• ケント紙1枚の円筒の試験結果 (厚さ:0.26mm 、円周:360mm 、高さ:180mm)

圧縮試験とCalculiXとの比較(6角・8角折り畳み円筒)

• 縦軸N , 横軸mm
圧縮試験結果:8角1/4

圧縮試験結果:8角2/4

圧縮試験結果:8角3/4

圧縮試験結果:6角柱

CalculiX:6角柱

圧縮試験結果:6角1/4

CalculiX:6角1/4

CalculiX:6角2/4

圧縮試験結果:6角3/4

CalculiX:6角3/4

比べるとCalculiXの値は試験結果のだいたい1/100程の値になった。

折り畳み円筒6角柱(Calculix)

• 縦軸N , 横軸mm

赤:1/4 , 緑:2/4 , 青:3/4

6角形のばね定数(Calculixの数値計算)

$P=0.5$ [N] , $\ell=0.16$ [m] , $2\piR=0.48$ [m] , $t=0.00026$ [m] , ヤング率とポアソン比はケント紙の引張試験(重りを変えて)の結果の平均値を使用。

• 1/4
$E=28.75$ [MN/m^2]
• 2/4
$E=63.47$ [MN/m^2]
• 3/4
$E=149.42$ [MN/m^2]

去年の創造工房の0.48m×0.16mのサイズで折り畳み円筒を作ろうとすると、6角形は接着面がなんとか斜めにできるんですが、4角形だと斜めにすることができませんでした。

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/monma/tasudat.f

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/monma/gaiyou.pdf

ケント紙の引張試験(重りを変えて)

• 供試体は前回の0.5m×0.0499mと同じサイズにして、30秒毎に0.5kgずつ6kgまで重りを載せて試験を行った。

1回目: 室温23℃ , 湿度65％ , ヤング率 $E=7284.74$ [MPa] ポアソン比 $\nu=0.38

2回目: 室温23℃ , 湿度65％ , ヤング率 $E=8059.15$ [MPa] ポアソン比 $\nu=0.5

3回目: 室温21℃ , 湿度61％ , ヤング率 $E=7260.32$ [MPa] ポアソン比 $\nu=0.44

4回目: 室温21℃ , 湿度61％ , ヤング率 $E=7063.04$ [MPa] ポアソン比 $\nu=0.28

5回目: 室温21℃ , 湿度61％ , ヤング率 $E=6806.63$ [MPa] ポアソン比 $\nu=0.33

• 5回試験を行い、最大値と最小値を抜いた3つの値から平均値を求めると、
$E=7202.7$ [MPa] となった。

最初の供試体での引張試験で6kgまで重りを載せたときのヤング率

ケント紙の引張試験(供試体を変えて)2

• 供試体:長さ 0.5m , 幅 0.0499m (3回測っての平均) , 厚さ 0.00026m (3回測っての平均)

試験1回目: ヤング率 $E=6275.01$ [MPa] ポアソン比 $\nu=0.26$

試験2回目: 室温 22℃ , 湿度 70％ , ヤング率 $E=6528.8$ [MPa] ポアソン比 $\nu=0.26$

試験3回目: 室温 23℃ , 湿度 68％ , ヤング率 $E=6761.69$ [MPa] ポアソン比 $\nu=0.35$

ケント紙の引張試験(供試体を変えて)

• 供試体:長さ 0.59m , 幅 0.05002m (3回測っての平均) , 厚さ 0.00026m (3回測っての平均)

室温:24.9℃ 湿度:63％

ヤング率$E=2555.83$ [MPa] , ポアソン比 $\nu=0.157$

前回の結果の半分くらいの値です。

ケント紙の引張試験(3回の平均)

• 試験3回の平均は $E=6073.87$ [MPa]

試験2回目:5976.45 [MPa]

試験3回目:5960.21 [MPa]

試験4回目:6284.94 [MPa]

ケント紙の引張試験(4回目)

• 結果
供試体 前回と同様 , 室温 23℃ , 湿度68％ , ヤング率 $E=6284.94$ [MPa] , ポアソン比 $\nu=0.31$

ケント紙の引張試験(3回目)

初期高さと$E_{\e}/E$のグラフ

• 円周0.32m 初期高さ0.1m 高さ方向分割数10 周方向分割数4 荷重5N
角柱の$E_{\e}/E$は0.84402となりました。
• 円周0.32m 初期高さ0.1m 高さ方向分割数10 周方向分割数6 荷重5N
角柱の$E_{\e}/E$は0.88805となりました。
• 円周0.32m 初期高さ0.1m 高さ方向分割数10 周方向分割数8 荷重5N
角柱の$E_{\e}/E$は0.91184となりました。

実験から出したヤング率とポアソン比から数値解析ができません

円筒プログラムに折り畳み円筒の諸元と実験から出したヤング率とポアソン比を入れて解析したんですが、job finishにならずno convergence for the buckling factor; maybe no buckling occursと出てしまします。曲げは起こらないという意味だと思うんですけど、なぜそうなるのか分かりません。ヤング率が間違っているんでしょうか?

後藤ちゃちゃ(09/9/28)

ヤング率とポアソン比を算出(2回目)

ヤング率 $E=5976.45 [MPa]$

ポアソン比 $ν=0.29$

後藤ちゃちゃ09/9/28

ケント紙の引張試験(2回目)

• 供試体
横50×縦400mm 厚さ 0.256mm (3回測った平均値) 幅 50.01mm (3回測った平均値) GAGE FACTOR 2.07

2回目の実験をしました．今度はちゃんと横よりも縦のひずみの方が大きく測定されました。

ケント紙の引張試験(1回目)

• ヤング率とポアソン比を算出(1回目)

ヤング率 $E=181573 [N/m^2]$

ポアソン比 $ν=3.70$

縦ひずみより横ひずみの方が大きく測定されたので、こんな値になりました。

後藤ちゃちゃ(09/9/17)

• 供試体(1回目)
横5×縦40cm 厚さ 0.173mm (3回測った平均値) 幅 49.93mm (3回測った平均値) GAGE FACTOR 2.10

ほぼ線形になりました。

みなさん読んで(後藤ちゃちゃ)09/6/30

n分割でのたわみの求め方が分かりません。

後藤ちゃちゃ(09/6/25)

20m×4m×0.1m板のn分割での軸方向変位のグラフ

6m×3m×0.1m板のn×m分割での$\I=I_{\y}$の時の曲げのグラフ

6m×3m×0.1m板のn×m分割での$\I=I_{\x}$の時の曲げのグラフ

6m×3m×0.1m板の2×2分割での$\I=I_{\x}$の時の曲げの変位図

• tasuのプログラムではどうしてもうまくいかず、一つ一つ手作業でfrdファイルに変位を足して作ったのが下の図です。

• tasuのプログラムで作ったのは下の図です。

• inpファイルの節点座標を使って、tasudatのプログラムで変位を足した節点座標を出し、それをinpファイルの節点座標と置き換えて荷重を0にし、下の変位図を作りました。
上から2×2分割、10×10分割、20×20分割の変位図になります。

張り付けの練習

卒論日誌