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鈴木の卒論日誌 -

目次

まとめと考察

※もし今後似たような研究をする人がいた時、少しでも参考になれば。

卒論発表

日程

注意事項

当面の目標と達成状況

12/11時点での目標

12/4時点での目標

11/24時点での目標

11/17時点での目標

11/14時点での目標

10/30時点での目標

10/2時点での目標

夏休み中の課題

卒論日誌

日付時間帯作業時間(hr)内容立会
4/917:30〜20:303構造力学
4/1016:00〜18:002構造力学
4/1018:00〜19:001タイピング練習
4/1520:00〜22:00構造力学
4/2321:00〜22:001vi練習
4/3010:00〜12:002salome練習
4/3013:00〜14:001文献調べ
4月合計12
5/89:00〜11:002salome練習
5/1916:00〜17:001salome練習
5/2012:00〜15:003glmageReader+resseract-ocr-jpnのインストール
5/2015:00〜16:001文献のOCR作業
5月合計7
6/1418:00〜22:004salome課題
6/158:00〜12:004salome課題
6/1613:00〜16:003salome課題
6/218:00〜12:004FEMとTimoshenko梁のたわみ比較
6/248:00〜12:004ポアソン比を変えての比較
6/2419:00〜21:002Fortran
6/2816:30〜19:303長さを変えての比較
6/3013:00〜17:004直交異方性の解析
6月合計28
7/115:00〜17:002直交異方性の解析
7/420:00〜21:001文献調査
7/2619:00〜21:002直交異方性の解析
7月合計5
8/913:00〜16:003せん断補正係数の推定
8/2417:00〜22:005せん断補正係数の推定
8/2517:00〜22:005salome
8/278:00〜16:008橋の見学(山形県きごころ橋など)
8/2810:00〜12:002プログラム練習
8/2813:00〜20:007プログラム練習
8/2910:00〜12:002プログラム練習
8/2913:00〜20:007プログラム練習
8/309:00〜12:003プログラム練習
8/3013:00〜17:004プログラム練習及び解析
8/3110:00〜12:002プログラム練習
8/3115:00〜18:003解析
8月合計51
9/114:00〜20:006プログラムでl型断面を作る(箱断面の練習)
9/28:00〜16:008橋の見学(岩手県きききの吊り橋)
9/314:00〜24:0010プログラムで箱断面を作る
9/410:00〜12:002箱断面の作り方復習
9/815:00〜20:005解析
9/913:00〜20:007解析
9/913:00〜18:005解析
9/1613:00〜18:005解析
9/1713:00〜21:008解析
9/1910:00〜12:002Tex
9/1913:00〜18:005解析
9/208:00〜18:0010解析及びTex
9/2112:00〜20:0010Tex及びgnuplot
9/2210:00〜12:002gnuplot及びXfig
9/2213:00〜19:006Tex
9/2318:00〜22:004Tex
9/2410:00〜12:002スライド作成
9/2413:00〜19:006スライド作成
9/2815:00〜18:003発表準備
9/2913:00〜16:003中間発表及びプログラム
9/3010:00〜12:002linux勉強
9/3013:00〜20:007プログラム
9月合計118
10/112:45〜19:457プログラム
10/29:30〜11:302プログラム
10/215:00〜17:002解析
10/413:00〜15:002解析
10/1120:00〜24:004解析
10/2711:00〜19:008高さを変えてkの逆算
10/2918:00〜22:004せん断補正係数のプログラム
10/309:00〜13:004高さを変えてcowperのkを算定
10/3015:00〜18:003高さを変えてcowperのkを比較
10月合計36
11/19:00〜12:003厚さを変えて自動計算するプログラム
11/113:00〜20:007解析
11/516:00〜19:0032種材料のプログラム
11/613:00〜16:003厚さを変えて自動計算するプログラム
11/721:00〜22:001厚さを変えて自動計算するプログラム(0.1mm単位)
11/913:00〜20:0072種材料のプログラム
11/1020:00〜21:001厚さを変えて計算(2種材料)
11/119:00〜11:002厚さを変えて計算(2種材料)
11/1113:00〜20:007プログラム
11/128:00〜11:003厚さを変えて計算(2種材料)
11/1315:00〜17:002Bankのkで1種材料を解く
11/1710:00〜15:0051種材料のBankのkとCowperのkを比較
11/1812:00〜15:003Bankのkを計算
11/1913:00〜16:003解析
11/2022:00〜23:001プログラム
11/2310:00〜15:005逆算したkとBankのkを比較
11/2412:00〜17:005プログラム
11/2613:00〜22:009PC整備、解析
11/2715:00〜19:004せん断弾性係数の違いによるkの比較
11/2810:00〜12:002プログラム
11/2813:00〜17:004せん断弾性係数の違いによるkの比較
11/3012:00〜18:006せん断弾性係数の違いによるkの比較
11月合計86
合計343
12/312:00〜16:004データ整理、グラフ作成
12/418:00〜22:004プログラム
12/513:00〜18:005プログラム
12/612:00〜13:001解析
12/717:00〜18:001解析
12/822:00〜23:001解析
12/917:30〜18:301データ整理
12/1019:30〜20:301グラフ作成
12/1612:00〜21:009グラフ作成、Tex
12/1712:00〜17:005グラフ作成、Tex
12/1820:00〜22:005プログラム作成
12/1911:00〜15:004スライド作成
12/2112:00〜16:005スライド作成、発表練習
12/2210:00〜15:004中間発表
12月合計50
合計393
1/516:00〜18:002解析
1/810:00〜17:006解析
1/1211:00〜18:006解析
1/139:00〜17:007解析
1/149:00〜21:0012解析、卒論概要
1/151:00〜6:005解析、スライド
1/159:00〜14:005解析
1/1810:00〜17:006スライド、概要
1/1910:00〜15:004スライド、概要
1/2010:00〜16:005スライド、概要
1/2110:00〜15:004スライド、概要
1/2210:00〜15:004スライド、概要
1/2410:00〜15:004スライド、発表練習
1/2510:00〜16:005スライド、概要
1/2510:00〜16:005スライド、概要
1/2510:00〜16:005スライド、概要
1/2612:00〜20:008発表練習、スライド
1/279:00〜17:007発表練習、スライド
1/289:00〜17:007発表練習、スライド
1/299:00〜17:007発表練習、スライド
1/309:00〜17:007発表練習、スライド

テーマ

3Dで箱桁のせん断弾性係数の測定  Cowperのせん断補正,11/20,22:00〜23:00,1,プログラム,係数は、箱断面になると極端に小さくなったりするが、それを測定できないだろうか。長谷川さんが木材で卒論でやったことを3D材料でやり直し。

文献

研究

プログラム

箱断面の厚さを変えて逆算したkとCowper及びBankのkを比較

1種材料

2種材料

E同じでGの比率変える

G同じでEの比率変える

木材を厚くする

鋼材を厚くする

両方厚くする

1種材料に直した時のBankのk

k=$\frac{10(1+\nu)(1+3m)^2}{(12+72m+150m^2+90m^3)+\nu(11+73.5m+157.5m^2+90m^3)+10n^2((3+1.75\nu)m+(3+2.25\nu)m^2)}$

Bankのk(Shear Coefficients for Thin-Walled Composite Beams)

m=$\frac{bt_1}{ht_2}$ n=$\frac{b}{h}$ $\alpha$=$\frac{E_2}{E_1}$

箱断面の厚さを変えてたわみの相対誤差(FEMとティモシェンコ梁理論値)を比較

1種材料(Cowperのk)

2種材料(Bankのk)

木材を厚くする

鋼材を厚くする

両方厚くする

箱断面の厚さを変えてkを比較

箱断面の高さを変えてkを比較

cowperによる2種類の箱断面のkを比較

たわみの収束性

z分割数たわみ[m]
1009.65573E-04
2009.68784E-04
3009.69394E-04
4009.69609E-04
5009.69709E-04
6009.69763E-04
7009.69796E-04
8009.69818E-04
9009.69832E-04
10009.69843E-04
15009.69867E-04
1600
1700
1800
1900
20009.69876E-04

単純梁における荷重とたわみから逆算されるk

長さ(mm)たわみ(mm)せん断補正係数k
200.001757930.87936884
800.06705910.87149912
1200.2167445.3749995
1600.507532-1.1933688
2000.985706-0.46627864

単純梁におけるFEMとティモシェンコ梁のたわみの比較(直交異方性材料)

Asterでの異方性の設定

MA=DEFI_MATERIAU(ELAS_ORTH=_F(E_L=,

                              E_T=,
                              E_N=,
                              G_LT=,
                              G_TN=,
                              G_LN=,
                              NU_LT=,
                              NU_TN=,
                              NU_LN=,),);
これに所定の値を入れる。(E=ヤング率,G=せん断弾性係数,NU=ポアソン比)

ポアソン比の入れ方を変えて直交異方性を解く

                              E_T=500.0,
                              E_N=1000.0,
                              G_LT=600.0,
                              G_TN=30.0,
                              G_LN=700.0,

直交異方性の設定で等方性材料を解く

ちゃんと解けている。
長さ(mm)FEM(mm)Timo(mm)誤差(mm)相対誤差(%)
800.06706016.71325997E-027.25015998E-050.10799760

手計算の方法

長さを変える

単純梁におけるFEMとティモシェンコ梁のたわみの比較(等方性材料)

長さを変える

code aster

長さ(mm)FEM(mm)Timo(mm)誤差(mm)相対誤差(%)
800.05505310.06749800.012444918.437
1200.1631470.22124670.058099726.260

厳密に言えば要素数が違うからその誤差が多少入ってるかも
長さ(mm)FEM(mm)Timo(mm)誤差(mm)相対誤差(%)
200.001757931.78315002E-032.52199825E-051.4143500
800.06705916.71260059E-026.69062138E-059.96725708E-02
1200.2167440.220689003.94499302E-031.7875803
1600.5075320.518265251.07332468E-022.0709949
2000.9857061.00783152.21254826E-022.1953554

ポアソン比を変える

ポアソン比FEM(mm)Timo(mm)誤差(mm)相対誤差(%)[誤差/timo]
0.4990.05505316.74978048E-021.24447048E-0218.437199
0.490.06365446.74780011E-023.82360071E-035.6664405
0.450.06561056.73900023E-021.77950412E-032.6406054
0.400.06639566.72800019E-028.84398818E-041.3145047
0.330.06708276.71260059E-024.33027744E-056.45096824E-02
0.200.06775606.68400005E-02-9.15996730E-04-1.3704320

メッシュの種類を変える

salome-mecaに入っているメッシュはNetgen(Univ形式ファイルを直接生成)とGmsh(Gmsh形式を直接生成)があるらしい。

分割数を変える

glmageReader+resseract-ocr-jpnのインストール

6/22までの課題

拘束条件載荷条件要素の種類要素数節点数たわみ(mm)体積(mm$^3$)
4面体2次8040421967 0.7311956.7

Salome-Mecaメモ

Salome-Mecaの単位

長さmcmmm
応力Pa10$^4$PaMPa

code-asterコマンドリスト

http://opencae.gifu-nct.ac.jp/pukiwiki/index.php?plugin=attach&refer=SALOME-Meca%A4%CE%BB%C8%CD%D1%CB%A1%B2%F2%C0%E2&openfile=00-00.pdf

Code-Asterにおけるエラー

Fortranメモ

計算ツール

メモ

k=$\frac{10(1+\nu)(1+3m)^2}{(12+72m+150m^2+90m^3)+\nu(11+66m+135m^2+90m^3)+10n^2((3+\nu)m+3m^2)}$

wikiの使い方

libre officeの使い方

プログラム

8/28 3Dモデルを作る

do k=0,nz!z
do j=0,ny!
do i=0,nx!x方向分割数を担当
nset=1+i+j*(nx+1)+k*((nx+1)*(ny+1))
x(nset)=i*xn
y(nset)=j*yn
z(nset)=k*zn
end do
end do
end do 

print'(i6,a,f9.6,a,f9.6,a,f9.6)',&
    &i,',',x(i),',',y(i),',',z(i)

nyou=0
do k=0,nz-1
do j=0,ny-1
do i=1,nx
nyou=nyou+1
mesh(nyou,1)=i+j*(nx+1)+k*((nx+1)*(ny+1))
mesh(nyou,2)=mesh(nyou,1)+(nx+1)
mesh(nyou,3)=mesh(nyou,2)+(nx+1)*(ny+1)
mesh(nyou,4)=mesh(nyou,1)+(nx+1)*(ny+1)
mesh(nyou,5)=mesh(nyou,1)+1
mesh(nyou,6)=mesh(nyou,5)+nx+1
mesh(nyou,7)=mesh(nyou,6)+(nx+1)*(ny+1)
mesh(nyou,8)=mesh(nyou,5)+(nx+1)*(ny+1)
end do
end do
end do

8/29 nz(要素分割数)を別々に指定、梁を解く

do k=0,nz1-1!z
do j=0,ny!
do i=0,nx!x方向分割数を担当
nset=1+i+j*(nx+1)+k*((nx+1)*(ny+1))
x(nset)=i*xn
y(nset)=j*yn
z(nset)=k*zn1
end do
end do
end do 
nset1=nset

!境界条件
print'("*BOUNDARY")'
print'("kotei,1,3")'
1=x,2=y,3=zという意味。1,3は1〜3すべて固定ということ。

!載荷点の節点群を書きだす
print'("*NSET,NSET=saika")'
do i=1,nitimen
nsaika=nitimen*nz+i
print'(i6,a)',nsaika
end do
nitimen=(nx+1)*(ny+1) つまりnitimenにnz(分割数)をかけ、その次からスタートすることで載荷点の節点群を書き出すことができる。(nz方向の節点数も分割数+1だから)

8/31 L断面or箱断面

!ヤング率
ezz=7.694d3
exx=ezz/25.0d0!x軸方向のヤング率
eyy=ezz/25.0d0!y軸方向のヤング率
ezz2=206.0d3!z軸方向のヤング率
!ポアソン比の入力
poixy=0.016d0
poixz=poixy
poiyx=poixy
poiyz=poixy
poizx=0.4d0
!せん断弾性係数の入力
gxy=ezz/15.0d0
gxz=gxy
gyz=gxy
このへんは異方性のカードを挿し込まなければ働かない部分。現段階では働いてないので無視してよい。等方性で解く場合はカードのヤング率、ポアソン比を変える。

9/8 スパンを自動で変えてたわみを計算

プログラムをコンパイル
jobという白色のファイルが出てくるので
chmod 744 job
と入れると緑色になる
./jobで実行するとdatファイルが出てくる。

open(7,file='hakotawami.dat')
nset=720
ell=1d-2
do i2=100,400,10
write(filename, '("hako15-ell", i3.3, ".dat")') i2
ell=ell+1d-2

9/17 実行ファイル

9/30 ファイル入出力

10/1 自動計算

10/30 プログラムの改良

11/1 改良,過去のもの

11/11 もらいもの、改良

12/17 修正

12/19 改良

1/13 後藤さんによる改良

tex

まず始めに

参考になるページ

使い方

基本

空白

画像をepsファイルに変換

一個ずつ

一括

gnuplot

参考になるページ

3Dグラフ

使い方

プロットする

複数のデータをプロット

軸に平行な線

右上の式を消す

表示する範囲を決める。

軸の目盛りを変える

Xfig

参考になるページ

Calculix

マニュアル

後藤資料内メモ

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/cgi-bin/gwiki/wiki.cgi?CalculiX%a5%e1%a5%e2