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菊地翔の卒論日誌 -

目次

卒論テーマ

既設オンサイト木橋のPC緊張力の抜け具合。現場での再緊張。乾燥収縮、クリープ等のモデル化

salome memo

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/cgi-bin/gwiki/wiki.cgi?mycmd=search&mymsg=Salome%a5%e1%a5%e2

コマンド

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotou/linux/vine.html

fortran

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

継続研究する方へ

今回の研究とトルクレンチによるPC鋼棒緊張実験のデータは K2の中の /home/gakusei/2016/kikuchi/kikuchikenkyudata に保存しています。hdfファイルもこの中にあります。

有限要素解析での再現が非常に難しいテーマです。 一次元ばね的モデルの方は分かりませんが、ねじればねモデルの方は 回転させすぎると解析不能になります。 またはゴム部分が爆発してよくわからない値がでます。 また、力を弱くしても解析不能になったりする非常に不安定なものです。 また、時間のステップ数を変えただけでもいかなくなったりします。 もし実験値のような大きな力を与えて解析を行いたい場合はゴムの部分の 硬さなどを調節する必要があると思います。 それでいくかは分かりませんが。 最初は短めの長さで、ステップ数も少ない状態で解析をすることを おすすめします。 私は追従荷重を用いてトルク(モーメント力)を与えましたが、 追従荷重を用いなくても トルクを与えられる可能性はあります。 出来るかわかりませんが(MZ,MX,MY)を用いるとか。

一次元ばね的モデル

(itizigenbaneteki.comm)

ひとつまわしモデル

(hitotumawashi.comm)

ねじればねモデル

(nezirebane.comm)

1月31日現在の状況

ステップ数を増やすとなんかうまくいかない。

1月26日現在の状況

上でねじるやつ

1月5日現在の状況

未だ上で回転させると爆発する。 解決策が見つからない。

12月24日現在の状況

上で回転させると爆発する。

12月14日現在の状況

後藤さんに言われた課題(12/9)

導入トルクと軸力を実験値に近づける。摩擦係数は0.3

12月7日現在の状況

モーメントで回すのに苦戦中。

12月5日現在の状況

追従荷重により回転させることに成功!!

(kaiten&masatu.comm)

11月30日現在の状況

進捗せず。ビルドコンパウンドに難アリ。

後藤さんに言われた課題(11/25)

鋼棒の方にねじり荷重を与えて回す

11月21日現在の状況

変位制御で力が出せるかどうか確認した。

YZを固定しない場合  350.573N/mm

YZを固定した場合 平均応力 409.165N/mm

後藤さんに言われた課題(11/18)

接触じゃない奴で変位制御で力が出せるか。 回転モデルの作成

11月18日現在の状況

変位制御でも各軸方向の応力を出せることは確認できた。しかし、新たに計算内容えを増やすことになるので計算にめちゃくちゃ時間がかかる。メッシュを粗くするしかないのかな。ちなみに変位制御で各軸方向の応力を出すにはSIEF-NOEUを出力の部分に入れなくてはならない。また、それに合わせて要素解の計算(CALC_ELEM)の部分や節点解の計算(CALC_NO)部分を変更してやる必要がある。

DEPL変位
SIQU-NOEU相当応力
EPSI-NOEU相当ひずみ
SIEF-NOEU応力

11月14日現在の状況

変位制御でも各方向の応力を出せたかも。

後藤さんに言われた課題(11/11)

荷重制御で回転させているものを探す  変位制御で変位を与えている点の荷重を出す

後藤さんに言われた課題(11/9)

ねじりと摩擦を同時に与えられるようにする。

11月8日現在の状況

グラフ化した結果

縦軸が力の大きさ(N) 横軸が変位(mm) 赤い方が下の鋼材の伸びを10000倍したもの 緑の方が上の鋼材の変位

後藤さんに言われた課題(11/4)

上の鋼材と下の鋼材の力(y軸)と変位(X軸)の関係を同じグラフ上に表そう!

11月3日現在の状況

エラーをなくすことに成功! ただし時間の分割数を細かくし過ぎると計算が収束しない模様。 時間をめちゃくちゃ長くとるか分割数を減らすかの妥協が必要である。

10月28日現在の状況

課題は下の部材の挙動を確認することであった。鋼材と鋼材の接触でも 下の鋼材に若干の伸びはあったが時間の分割数が粗く、すべり出すときの 縮みは確認出来なかった。そのため時間の分割数を細かくしたがエラーが 連発した。現在はエラーをなくす作業中である。

後藤さんに言われた課題(10/21)

下の鋼板の挙動を確認しよう!

10月19日現在の状況

後藤さんに言われた課題に成功!!

(kadai1014.comm)

後藤さんに言われた課題(10/14)

10月13日現在の状況

ゴムを入れて固定してやれば接触解析できる可能性が浮上。

10月12日現在の状況

salomeで接触解析を行なっていたのだが 上の材料と下の材料のどこか一面をXYZ方向すべてで 固定しないとエラーが出てしまう状況。 つまり片持ち梁タイプの供試体でないと接触解析は不可能なのではないか...?

10月11日現在の状況

未だ力で接触解析できず。。

後藤さんに言われた課題

今後の課題(10月6日)

 まず力を与えての接触解析を出来るようにする。

夏休みの課題

課題テーマ

 \椰┣鮴蓮塀々に働く力を大きくし、いつ動き出すか調べる)
  ∧匹妨把蠅気譴芯垢瓩旅櫃両紊帽櫃鮹屬、上の鋼を引っ張る。上の鋼の位置を変えて(根本とか先っぽとか)接触解析。

9月23日現在の状況

  課題,任そう。

9月12日現在の状況

  接触解析の基本を行うことに成功。いえい。

9月11日現在の状況

  エラー連発。commファイルに問題があると思われるがどれがダメなのかわからない。

9月9日現在の状況

  エラー連発。原因不明。

9月8日現在の状況

  接触解析試行錯誤状態。接触解析の基礎は出来そう。9月10日までに接触解析の基礎はでかす。

9月1日現在の状況  

  接触解析試行錯誤状態。

8月12日現在の状況

 接触解析試行錯誤状態。  近日中の活動はお盆なので自宅で文献を読んでくることとする。

卒論日誌

日付時間帯作業時間(hr)内容立会
4/1116:00-17:001タイピング練習後藤さん
4/149:00-10:301.5タイピング練習
4/1816:00-18:002vi練習
4/2515:30-18:303fortran練習
4月合計7.5
5/1210:00-14:004salome近藤さん
5/1616:00-18:002salome課題
5/1711:00-16:005salome課題近藤さん
5/1910:00-11:001salome
5/2316:00-19:003salome課題近藤さん
5/249:30-11:001.5salome課題
5/2616:00-18:002salome課題
5/2710:30-11:000.5salome課題
5/2712:30-18:306.0現場見学後藤さん
5/3016:00-20:004課題
5月合計29
合計36.5
6/216:00-16:000.5課題近藤さん
6/616:00-18:302.5課題
6/813:00-15:002課題
6/915:00-16:001課題
6/1315:00-17:302.5課題
6/1615:30-17:001.5接触解析試行錯誤
6/2012:00-14:302.5接触解析試行錯誤
6/2016:00-17:301.5課題
6/2311:00-14:003課題
6/2315:30-18:002.5課題
6/2616:00-17:001課題
6月合計20.5
合計57
7/317:00-22:006接触解析試行錯誤
7/410:00-14:004接触解析試行錯誤
7/715:30-16:301接触解析試行錯誤
7月合計11
合計68
8/1213:30-16:002.5接触解析試行錯誤
8/2412:30-17:004.5接触解析試行錯誤
8/2913:00-17:004接触解析試行錯誤
8/2913:00-14:001接触解析試行錯誤
8月合計12
合計80
9/113:00-15:302.5接触解析試行錯誤
9/613:00-17:004接触解析試行錯誤
9/713:00-17:004接触解析試行錯誤近藤さん
9/813:30-17:003.5接触解析試行錯誤近藤さん
9/913:30-17:003.5接触解析試行錯誤近藤さん
9/1114:00-18:004接触解析試行錯誤近藤さん
9/1213:30-17:003.5接触解析に成功近藤さん
9/1413:00-17:004夏課題
9/1514:00-17:003夏課題
9/1914:00-18:004夏課題
9/2010:00-13:003夏課題
9/2213:00-16:003夏課題
9/2313:30-16:303夏課題近藤さん
9/2411:00-17:006夏課題
9/2511:00-23:0012夏課題´◆tex
9/2611:00-18:007夏課題´◆tex近藤さん
9/279:30-17:007.5夏課題´◆tex近藤さん
9/2812:00-17:005夏課題´◆tex近藤さん 河原さん
9/2910:30-19:008.5夏課題´◆tex近藤さん
9/3010:00-13:004発表準備
9月合計95
合計175
10/613:00-17:004接触解析
10/714:30-17:002.5接触解析
10/814:00-17:003接触解析試行錯誤
10/1015:00-20:005接触解析試行錯誤
10/1113:00-17:004接触解析試行錯誤
10/1213:00-17:004接触解析試行錯誤
10/1313:30-17:003.5接触解析試行錯誤
10/1613:00-18:005接触解析試行錯誤
10/1812:30-17:004.5接触解析試行錯誤
10/1913:30-17:003.5接触解析試行錯誤近藤さん
10/2013:30-17:003.5接触解析試行錯誤
10/2513:00-17:004接触解析試行錯誤
10/2613:00-17:004接触解析試行錯誤
10/279:00-14:005接触解析試行錯誤 現場見学後藤さん
10月合計55.5
合計230.5
11/113:00-17:004接触解析試行錯誤
11/213:00-17:004接触解析試行錯誤
11/316:00-17:001接触解析試行錯誤
11/410:00-13:003接触解析試行錯誤
11/713:00-18:005グラフづくり
11/813:30-16:303グラフづくり
11/913:30-17:003.5接触解析後藤さん
11/1013:30-17:003.5モデルづくり 調べ物
11/1413:00-17:004接触解析 調べ物
11/1514:00-17:003接触解析
11/1713:00-17:004接触解析
11/1811:00-13:002接触解析
11/1816:00-17:001モデルづくり
11/2111:00-12:001課題
11/2113:00-15:302.5課題
11/2214:00-17:003課題
11/2313:30-16:303課題
11/2414:00-17:003課題
11/2814:00-16:002課題
11/2913:00-16:003課題河原さん
11/3011:30-17:005.5課題近藤さん
11月合計64
合計294.5
12/113:00-17:004課題近藤さん
12/216:00-17:001課題
12/514:00-18:004課題 tex近藤さん
12/613:00-17:004課題 tex近藤さん
12/713:30-17:003.5課題
12/813:30-17:003.5課題
12/916:00-17:001課題
12/1013:30-15:302課題
12/1213:00-16:003課題
12/1313:00-17:004課題
12/1411:00-17:006課題
12/1513:00-17:004課題 tex
12/1616:00-17:001課題 tex
12/1711:00-15:004課題 tex
12/1813:00-20:007tex近藤さん
12/1914:00-21:307.5スライド tex河原さん
12/2214:00-17:003モデル改良
12/2414:00-17:003モデル改良
12月合計65.5
合計360
1/413:00-17:004モデル改良
1/513:00-17:004モデル改良
1/913:30-18:305モデル改良河原さん
1/1314:30-16:302モデル改良近藤さん
1/1613:00-17:004モデル改良近藤さん
1/1714:00-17:003モデル改良近藤さん
1/1813:00-17:004モデル改良
1/1913:00-17:004モデル改良
1/2016:00-17:001モデル改良
1/2113:30-15:302モデル改良
1/2221:00-24:003モデル改良
1/2313:00-17:004モデル改良
1/2411:30-15:304モデル改良
1/2513:30-17:003.5モデル改良
1/2613:30-17:003.5モデル改良
1/2711:00-13:002モデル改良
1/2813:30-15:302モデル改良 tex
1/2913:00-17:004モデル改良 tex
1/3013:30-20:006.5モデル改良 tex
1/3112:30-17:004.5モデル改良 tex
1月合計70.0
合計430
2/113:00-17:004.0スライドづくり tex
2/213:00-17:004.0スライドづくり tex
2/414:00-18:304.5スライドづくり tex
2/514:00-20:006スライドづくり tex
2/611:00-19:308.5スライドづくり tex
2/712:00-17:005.0スライドづくり tex
2/812:30-19:06.5スライドづくり tex
2/912:30-19:006.5スライドづくり
2/108:30-15:307発表練習 スライドづくり
2/1113:30-18:004.5スライドづくり
2/1213:30-18:004.5スライドづくり
2/1312:00-18:006.0スライドづくり
2/1412:00-16:004.0スライドづくり
2月合計73
合計503

6月20日の課題

I型断面 

手計算と比較

固定端

(data4:手計算)

1要素となり

(data4:手計算)

真ん中

(data4:手計算)

6月13日課題

手計算と比較

固定端

(data4:手計算)

1要素となり

(data5:手計算)

真ん中

(data6:手計算)

6月6日課題

応力を縦軸(z)にして書き換える
 断面(z=0)を3次元プロットに一緒にプロットする
 直方体要素で、固定端から1要素となりの断面の応力分布は、どれくらい変わるか
 梁の真ん中の断面の応力分布はどうか(以上の3箇所を比較)
 手計算σ=MIy
とどれくらい合うか。手計算で求まる面を3次元プロットにあわせてプロット。

手計算と比較

固定端

1要素となり

真ん中

応力分布

比較画像

(data0:基準面 data1:固定端から1要素となりの応力分布 data2:梁の真ん中の断面の応力分布 data3:固定端の応力分布)

梁の真ん中の断面の応力分布

(data0:基準面 data2:梁の真ん中の断面の応力分布)

固定端から1要素となりの応力分布

(data0:基準面 data1:固定端から1要素となりの応力分布)

固定端の応力分布

(data0:基準面 data2.out:固定端の応力分布)

5月30日課題

片持ち梁の固定端部分の応力分布のグラフ化  条件 E=6GPa ポアソン比 ν=0.3 P=100N 幅B=10mm 高さH=10mm 長さL=400mm  meshは正方形要素でlength2mmの線形要素で切る。

5月23日課題

先週の課題で、四面体要素と立方体要素のそれぞれに対して線形要素と2次要素のそれぞれ4通りを計算してみる。 立方体要素の要素長さは、2mm, 1mm, 0.5mm

四面体要素

面載荷結果(線形要素)

lengthFEM(m)初(m)T(m)相対誤差(FEM・初)%相対誤差(FEM・T)%
16mm0.1287870.4266670.42687569.869.8
8mm0.27037336.636.7
4mm0.34221319.819.8
2mm0.37940311.111.1
1mm0.4153462.652.70

線載荷から面載荷へ移行することで8mm、4mm、2mm、の相対誤差は大きく変化したが、 16mm、1mmはほぼ変化なしだった。

2次要素へ変換した結果

lengthFEM(m)初(m)T(m)相対誤差(FEM・初)%相対誤差(FEM・T)%
16mm0.4248940.4266670.4268750.4160.464
8mm0.4258200.1990.247
4mm0.4258200.1990.247
2mm0.4258700.1870.235
1mm0.4261130.1300.179

2次要素ではメッシュ2mmと1mmだとだいぶ重い。相対誤差は大幅に小さくなった。

立方体要素

面載荷結果(線形要素)

lengthFEM(m)初(m)T(m)相対誤差(FEM・初)%相対誤差(FEM・T)%
2mm0.4168700.4266670.4268752.302.34
1mm0.4237510.6830.732
0.5mm0.4255350.2650.314

2次要素へ変換した結果

lengthFEM(m)初(m)T(m)相対誤差(FEM・初)%相対誤差(FEM・T)%
2mm0.4260530.4266670.4268750.1440.193
1mm0.4261160.1290.178
0.5mm

0.5では、測定不能

5月16日課題

salomeたわみと手計算たわみを比較する。

Timoshenko梁(片持ち梁) たわみV=Pl^3/3EI+PL/KGA

G:せん断弾性係数 K:せん断補正係数 L:長さ I:断面二次モーメント P:力   

条件

等方性材料 E=6GPa ポアソン比 ν=0.3 P=100N 幅B=10mm 高さH=10mm 長さL=400mm
    

相対誤差の求め方 

FEM-T/T   FEM-初/初    FEM:解析によって得たたわみ T:Timoshenkoの式によって得たたわみ 初:Pl^3/3EIで得たたわみ

結果

lengthFEM(m)初(m)T(m)相対誤差(FEM・初)%相対誤差(FEM・T)%
16mm0.1287870.4266670.42687569.869.9
8mm0.25033641.341.4
4mm0.32550923.723.7
2mm0.34221519.819.8
1mm0.4153482.652.70