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河原の修論日誌 - $木製トラス橋のための汎用金具$hdfファイル、commファイルははk2のmodel_matomeに有ります。

目次

$木製トラス橋のための汎用金具$hdfファイル、commファイルははk2のmodel_matomeに有ります。

使いたい人がいれば

matome2.hdfは重いと思うので気をつけてください。必要だったらbrepファイルとかにしてください

方針

作ったモデル

ver1.0

ver1.1

ver2.1

ver2.2

ver2.3

結果メモ

梁にかかる応力を出したい。今の所、座標の向きでしか応力を見れないので、座標変換して応力を出した。x $$\left[ \begin{array}{ccc} \sigma_{xx}'& \sigma_{xy}'& \sigma_{xz}' \\ \sigma_{yx}'& \sigma_{yy}'& \sigma_{yz}' \\ \sigma_{zx}'& \sigma_{zy}'& \sigma_{zz}' \end{array} \right]= \left[ \begin{array}{ccc} l_{11}& l_{12}&l_{13}& \\l_{21}&l_{22}&l_{23}\\l_{31}&l_{32}&l_{33}\end{array} \right] \left[ \begin{array}{ccc} \sigma_{xx}& \sigma_{xy}& \sigma_{xz} \\ \sigma_{yx}& \sigma_{yy}& \sigma_{yz} \\ \sigma_{zx}& \sigma_{zy}& \sigma_{zz} \end{array} \right] \left[ \begin{array}{ccc} l_{11}& l_{12}&l_{13}& \\l_{21}&l_{22}&l_{23}\\l_{31}&l_{32}&l_{33}\end{array} \right] $$ ただし$l_{11}=cos(x',x),l_{12}=cos(x',y)...l_{23}=cos(y',z)...$みたいに()のなす角についての余弦を出す

単位(N/cm^2)

使用材料・載荷方法

スギ鋼材
ヤング率(GPa)9206
ポアソン比0.40.28
比重0.387.85

最終的には

何角形厚さ(mm)体積(cm^3)
84.52389.7960
164.52587.0518

各モデル座屈荷重(kN)

モデル8角プラット8角ハウ16角ワーレン16角ワーレン欠損8角ワーレン8角ワーレン欠損函館函館欠損
1次65.08358.02339.64434.29041.36431.45926.8329.926
2次70.87259.27258.72857.63855.97850.40854.44540.275
3次71.90759.52859.49657.86257.15151.29454.73653.108
4次73.47560.09059.77259.49660.43354.84955.54953.216
5次73.77961.16660.882

木材

情報

木材を使う意味

スギ

曲げ圧縮せん断
66034080(kg/cm^2)

金具

材料

ボールジョイント

ギャングネイル

荷重

架設時の荷重は、実際の施工にあった荷重を選定するのが基本であるが、
鋼道路橋施工便覧には次の荷重が挙げられている。
・鉛直荷重($P_0$):本体、機材等の死荷重
・水平荷重($H_0$):水平力がなくても、最小限として基本鉛直荷重の0.05倍を使用
他にも風、温度、地震、雪など考慮する荷重がある

死荷重

死荷重の算出に使用する木材の単位重量は、$7.85kN/m^3$とする。
その他の木材の単位重量は、道路橋示方書・同解説偽δ綿2.1.1によるものとする。
木材の重量は樹齢や含水率によって違い、この値はやや大きいが、金属材料を含めるとこのくらい

活荷重

かつ荷重は群衆荷重とし、設計する部材に関係なく,$4.91kN/m^2$とする。
ただし、地震の影響と組み合わせる場合の活荷重は、$0.981kN/m^2$とする。
これは歩道橋に関しての荷重で、床版・床組に対しての値。主桁には$3.43kN/m^2$が普通。主桁については荷重の分布範囲が比較的広く、不利な応力が床板・床組よりも少ないからと思われるから

橋の構造

covered bridge without roofについて

3D系

code-aster

コマンドの意味

設定をテンプレ化したい

MA1=DEFI_MATERIAU(ELAS=_F(E=206.0e+9,
                         NU=0.28,),);

MA2=DEFI_MATERIAU(ELAS=_F(E=7.35e+9,
                         NU=0.4,),);
MATE=AFFE_MATERIAU(MAILLAGE=MAIL,
                   AFFE=(_F(GROUP_MA='kanagu'=MA1,),
                         _F(GROUP_MA='hari'=MA2,),),);

弾塑性解析

エラー

Les bases sont fermees.                                                   
 Type de l'exception : error                                               
                                                                           
  Erreur lors de l'allocation dynamique. Il n'a pas ete possible d'alloue
  une zone memoire de longueur 175 Mo, on depasse la limite maximum      
  fixee a 499 Mo et on occupe deja 374 Mo.                             
  La derniere operation de liberation memoire a permis de recuperer 0
 (Solveur lineaire LDLT ou MULT_FRONT) Matrice non factorisable !            
   On sait en plus que:                                                       
    - pivot est presque nul a la ligne 40495 pour le noeud N13435 et         
      la composante DX.                                                       
                                                                              
   -> Conseil & Risque :                                                      
      Verifiez votre mise en donnees (absence ou surabondance de conditions  
 limites,                                                                     
      caracteristiques materiaux licites...).                               
      Si vous avez deja validecette mise en donnees, vous pouvez essayer a 
 place le                                                                     
      solveur lineaire MUMPS (mot-cle SOLVEUR/METHODE='MUMPS').              
(Solveur linéaire LDLT ou MULT_FRONT) Matrice non factorisable !              
  On sait en plus que:                                                         
   - pivot est presque nul à la ligne 6003 pour le noeud N1897 et             
     la composante DZ,                                                         
   - nombre de décimales perdues : 15.                                        
                                                                               
  -> Conseil & Risque :                                                        
     Il s'agit peut être d'un mouvement de corps rigide mal bloqué.          
     Vérifiez les conditions aux limites.                                     
     Si vous faites du contact, il ne faut pas que la structure ne "tienne" que
par le contact.                                                                

 <S> Exception utilisateur levee mais pas interceptee.                         
 Les bases sont fermees.                                                       
 Type de l'exception : error                                                   
                                                                               
  Erreur Utilisateur :                                                         
  La maille de peau : M45 ne peut pas &#234;tre r&#233;orient&#233;e.                      
  Car elle est inserr&#233;e entre 2 mailles "support" plac&#233;es de part et d'autre 
 M1084 et M1741.                                                               

salome

モデル作成は2013より2016のほうが圧倒的に使いやすいし、色々機能が便利

リンク

モデル作成

モデル作成の備忘録

梁と金具を合体させる手順

fuseで合体させる。パーティションを切る。
create groupで金具、梁、固定部、載荷部のグループを作る。

fuseとcompound

前者は一体化させる後者は非一体化。compoundの方が楽。試したことは個別項目で。 (追記2016/10/05現在Salome-Meca2016を使うとFuseは複数のオブジェクトを一度に合体させることが出来るから作業の楽さは変わらなくなった。 )

fuseの使い方

前述したとおりオブジェクトを合体させるコマンド。Salome-Meca2016だと複数のオブジェクトを合体させることが出来る。

Augumetsについて
Detect self-intersectionsとRemove extra edgesはパーティションがなくなってしまうのでチェックを外しておく。

Advanced optionsについて
Set presentation parameters and sub-spapes from argumentsはfuse元のグループを受け継ぐ。
"sub-shape"に該当する方のグループが受け継がれるみたい(誰か調べて)なので2つのオブジェクトのうち1つのグループだけ反映された。
Add prefix to names of restored sub-shapesは元のオブジェクトの名前がfuse先にくっつくいて長い名前ができるからチェックは外しておいていい。

fuseできない問題

たまにfuseものがある。原因として考えられるのは

compound

2次要素

2次要素より細かい

長さの単位

ミスしたこと

メッシュから境界・載荷条件をつくる

fuseとcompoundの比較

nodes
compound26546
fuse24986
 (Solveur lin&#233;aire LDLT ou MULT_FRONT) Matrice non factorisable !               
   On sait en plus que:                                                          
    - pivot est presque nul &#224; la ligne 21752 pour le noeud N5331 et             
      la composante DY,                                                          
    - nombre de d&#233;cimales perdues : 13.                                         
                                                                                 
   -> Conseil & Risque :                                                         
      Il s'agit peut &#234;tre d'un mouvement de corps rigide mal bloqu&#233;.           
      V&#233;rifiez les conditions aux limites.                                      
      Si vous faites du contact, il ne faut pas que la structure ne "tienne" que 
 par le contact.                                                                 
node数先端の変位(mm)
fuse2498635.4333
compound25586(MergeMesh?あり)35.4351
合体しない1096135.2031

Measure(モデル作成では結構重要かも)

Measuresは色々なものが測れるので便利。

3Dプリンター

ParaVis?

その他メモ

パソコン操作関連

tex

$で囲む
数式書いたり、字体が変わったり
label
参照元(captionのすぐ下に書く)
newpage
改ページ
ref
参照先
table
表を作る
tabular
表をつくったり、図を並べたり
wrapfigure
表も図も両方使える
clearpage
図をたくさん使う場合Too many floats~って言われるのでこれを使えば回避できる

gnuplot

カンマ区切りでも読めるよ
「set datafile separator ","」のようにやればOK。スペース区切りに戻したい時は「set datafile separator」
figとかに出力するとき縦長とか横長とか選べる。
landscape(横向き)とportrait(縦向き)
軸を目一杯とりたい
"ticslevel 0"でいい感じになる?ticは目盛りって意味。顔面痙攣じゃないっぽい

ほぼ出番ない

エイリアスの設定
homeで.bashrcをviで開くあるいはsome more ls aliasesの項目のところに追加する。例えば「alias gf='gfortran -o'」みたいにやると「gf」のコマンドで「gfortan -o」までやってくれる
Quick Launchのスクリーンショット
右クリックした時に出るメニュー(Quick Launch)をスクリーンショットしたい。ターミナル上でgnome-screenshotを入力すると出来るらしいけど、gnomeがつかえなかった。

土木環境工学実験

諸量(mm)1回目2回目3回目平均
幅$b$30.4030.1030.3530.28
厚さ$h$5.055.004.904.98
長さ$l$140.0139.5140.0139.833

荷重(gf)たわみ(mm)
400.165
800.647
1201.102
1601.490
2001.932
2402.331
2802.680
3203.063
3603.505
4003.965
4404.354
4804.831
5205.319
5605.627

木橋シンポ

KYOWAのホームページにあったロゼット解析の工学せん断ひずみのだしかた

講義のこと

地域防災学特論で使った急斜面の安定率のメッシュ解析(提供:コンクリ研のY.Uくんから)

日記

テーマ結果
52つのhdfファイルをインポートする サイズの調整ツールバーedit内のcopy/pasteを使えばオブジェクトは移動できる。移動先は元の座標と多分一緒 残念ながら鋼材モデルと橋モデルのサイズが合わなかったため、鋼材モデルは作りなおす
ボールジョイントモデルについてあいあい橋(https://www.pref.saitama.lg.jp/a1001/doboku-sansaku/aiaibashi.html)の橋は杉材を使ったトラス橋で佐賀県にもある。佐賀県の方は日本初の木製トラス橋。縁結びのご利益がある。金具部分は太陽工業のTMトラスというものを使っているらしい
金具モデルを作る?円形組み合わせモデルの検討する 例えばこんなの(http://astamuse.com/ja/published/JP/No/2007239388)トラスの節点部分は簡単な鋼板とボルトで固定したものが多い印象。見た目はあまり格好良くないけど費用はかからなそう。
covered bridge without roofを読む2つめの手記に突入したけど、題材としている橋が1889年に特許を取得をしたものだったりしてこれは果たして役に立つのだろうか…という不安がある。
金具ギャングネイルはサイズの違いはあるが、立体とラスを除いたほぼすべてのトラス構造に適用できる金具だと思う。大林ハウスから強度試験の論文が出ている。歩行者用の木橋としては問題なさそう
近藤くんがやってた応力分布のグラフ化を見てた色々やってたけどどの形も普通の三角分布だった。異方性とか入れれば面白い形になるかも。
横構についての文書上弦材をLにするというのは初めて見た。同じ剛性で使用材料を減らすことができそうだけど、木材をL字に加工する段階で別途コストがかかり結果的にはL字使った橋野ほうが高コストになりそう
モデルを作ってみる解析は明日やろう。あんまり格好良くない。改造が必要。あるいは全く違った形が思いつくかもしれない
木シン6月中には完成させたい。
6木シン概要は完成した。.styの編集は難しい。昔は概要を書くためのtexが配布されてたけど、不備が多くてやめたらしい。改善して運用可能なところまで持ってくれば体裁でいちいち悩まなくてもいいのに…
モデル作成salome及びasterの解析のやり方はいろいろ載っているけど、モデル作成に便利なツールの使い方の解説とかはあまりないね。
7salomeやasterをいじるジオメトリでパーティションとかグルーピングとか使わないで条件をする方法がわかった。しかし、線拘束とかのやり方がまだわからない。あと木シンの練習もしなくちゃいけない。
解析がうまく行かない原因を探すhttp://www.str.ce.akita-u.ac.jp/cgi-bin/gwiki/wiki.cgi?%b2%cf%b8%b6%a4%ce%bd%a4%cf%c0%c6%fc%bb%ef#i21に書いてある通りモデル制作に原因があったのかもしれない。そのためやたら細かいlengthを要求されたのかも
同じ全くワカラナス
fuseとcompoundの違い2つの物体が接触する面が一体化してるかしていないかで節点数が変わる。lengthを揃えたとしても節点数の数を見る限り、箱を2つくっつけただけの簡単なモデルでもメッシュ分割は複雑な形と判断するのかな?
8解析がうまくいがない原因を探す金具にpartitionをつくることで解決した。次はcommファイルをいじる
9リハビリ夏休み中あまり学校に行かなかったことを反省。commファイルをいじって死荷重の設定を出来るようにしたい。平沢先生のモデルだと上部ち下部にワイヤーで緊張力が与えられているがこれはsalomeで再現できるのか
10解析少し、ゼミゼミに参加すると目標が見えて良い。もう10月なので気合を入れる必要がある。三角形分布みたいな載荷はノードを細かくグループ分けすれば出来そうだけどこの方法はすごく面倒なので他に方法があって欲しい
修論のタイトルを変えてみた。
11弾塑性解析salome2013のaster ver11だと一応ここ(http://www.slideshare.net/stebee19/salomemeca-59878666)の例はjob sucsess になったけど鋼材がぐちゃぐちゃになった。salome2016でジオメトリの作成→.brepを出す→例が多い2013で解析が主なやり方になりそう。いかんせん2013はジオメトリの作成が不便。

ルビの使い方

青眼の白龍(ブルーアイズホワイトドラゴン)

リンクとかについて

リンクに関する規約について書いてあるところはこれに則って貼っているんだけど、個人ブログとかこういう決まりが書いてない所のリンクを貼るのは著作権的な問題やらなんやかんやで果たしていいのだろうか・・・。もちろん内容を学会とかの公的なものに転載する・商業目的で利用することはしてない。後藤資料のトップページにリンクについての言及があった。リンクは自由に貼ってもいいよという考えなのでこのページもそれに準拠する。でもリンク先の中身を抜粋するのは許されるのだろうか(例えばcommandファイルの中身の解説を抜粋したいとか)