図などはsyuronフォルダの中にあります

修論本体に使った座屈モードなどの 図は2014i5/tex/syuron/ にだいたい置いている。

tugite130710鋼材荷重-ひずみ関係

tugite130710.xlsxのデータをゼロ点修正

座屈しそうな中央のトラス部分にひずみゲージをつけて破壊試験を行った。 ch33~36の斜材・垂直材ともに引張りのまま破壊している。 支間中央部は継手で補剛されているので心配なさそう。

縦軸 荷重(kN)、横軸 ひずみ(μ)

  • 支間中央部に近い垂直材
    • ch35 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/graph/syseich35.png
    • ch36 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/graph/syseich36.png
  • 斜材
    • ch33 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/graph/syseich33.png
    • ch34 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/graph/syseich34.png

予備試験

tugite130710yのデータをゼロ点修正

縦軸 荷重(kN)、横軸 ひずみ(μ)、緑が予備試験

  • 支間中央部に近い垂直材
    • ch35 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/graph/ch35yobi2.png
    • ch36

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/graph/ch36yobi.png

  • 斜材
    • ch33

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/graph/ch33yobi.png

  • ch34

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/graph/ch34yobi.png

両方プロット

tugite130710.xlsx、tugite130710yのデータをゼロ点修正

縦軸 荷重(kN)、横軸 ひずみ(μ)、緑が予備試験

  • 支間中央部に近い垂直材
    • ch35 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/graph/ch35sy2.png
    • ch36

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/graph/ch36sy.png

  • 斜材
    • ch33

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/graph/ch33sy.png

  • ch34

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/graph/ch34sy.png

目標

修士発表時間 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/cgi-bin/gwiki/wiki.cgi?%c2%b4%cf%c0%bd%a4%cf%c0%a5%e1%a5%e2#i87

  • 等圧縮を受ける板の座屈を確認

板の座屈

等圧縮

正方形板 4辺単純支持

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/kouitass8cfrd.png

&link(kouitass8c.f90,http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/model/kouitass8c.f90)

\( \sigma_{cr}=k\frac{D\pi^2}{hl^2} \)

\( N_{cr}=k\frac{D\pi^2}{l^2} \) よって

\( N_{cr}=h \sigma_{cr} \)

ここで、\( \sigma_{cr} \)は座屈応力、\( N_{cr} \)は座屈荷重、

Dは板の曲げ剛性、hは板厚、lは基準にとった板の辺長、

正方形板であり、4辺単純支持なので、k=4

\( N_{cr}=0.009 \times 241.2955 \) \( =2.17166 [MN] \)

座屈モードccx座屈荷重(MN)理論値との誤差(%)
10.2185645E+010.643977
20.2512923E+01
30.6733093E+01
40.7050507E+01
50.7651342E+01

板の厚さ方向より幅方向高さ方向分割の方が解に与える影響が大きい。 幅方向高さ方向をもっと細かくすると理論値より若干小さい値で収束する可能性がある。

  • 1次座屈挙動 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/kouitass8cfrd2.png

長方形板 4辺単純支持

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/kouitassk9frd.png

&link(kouitassk9.f90,http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/model/kouitassk9.f90)

長方形板だけどk=4になる様なa,bの比なので、正方形板と理論解が同じになる。

\( N_{cr}=0.009 \times 241.2955 \) \( =2.17166 [MN] \)

座屈モードccx座屈荷重(MN)理論値との誤差(%)
10.2147385E+011.13735
20.2163955E+01
30.3919156E+01
40.5249193E+01
50.5451060E+01
  • 1次座屈挙動 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/kouitassk9frd1zi.png

純曲げ

三角形分布でも総荷重を分配で良さそう。 一つの三角形に1/4MNを分配してやる。

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/kouitafrd.png

参考になりそうな文献

Salomeで作ったモデルで座屈

応力集中部を細かく切ったモデル

非一体化にして座屈させるところの鋼板を多く切る。 応力集中部を細かくしていくと1次モードは飛び出しがないモードが得られるが、2次モードで飛び出しが起こる。

鋼板要素数1は非一体化にしてるところと一体化しているところの境目付近で、ここをさらに細かく切ってみる。 鋼板要素数2は残りの鋼板全部。

  • 孔なし補剛材なし
    総節点数木材要素数非一体化鋼板要素数鋼板要素数1鋼板要素数2結果1次\( P_{cr} \)2次\( P_{cr} \)
    631768773611(l12)1389462(l1.6)347918(l2)291211(l8)2次で飛び出す73.8kN79.7kN

補剛材なし

  • 孔なし補剛材なし
    総節点数木材要素数非一体化部鋼板要素数一体化部鋼板要素数結果1次\( P_{cr} \)
    389725704146(l12)650860(l2)298061(l8)1次モードは正常、2次モードは要素が飛び出す83.0kN
    535235601922(l12)1389462(l1.6)331039(l8)1次モードは正常、2次モードは要素が飛び出す77.7kN
  • プログラムで作ったモデルと近い値が出る。
  • 1次モードでは座屈荷重77.7kN、2次モードでは座屈荷重78.5kNとなり、 2次モードでは要素が飛び出す。 2次モードでは鋼板の幅方向の変位が1次モードより小さい。
  • メモ
    • l12-l1-l8だとエラーで切れない
  • 3孔鋼材非一体化部だけをl1で切ると要素数470万くらいになり多すぎる。
  • l10-l1-l8でもエラーで切れない、要素数1000万くらいになり多すぎる。
  • l8-l1-l8もエラーで切れない
  • 孔あり補剛材なし
    総節点数木材要素数非一体化部鋼板要素数一体化部鋼板要素数結果1次\( P_{cr} \)
    342007599145(l12)577961(l2)231480(l8)1次モードは正常、2次モードは要素が飛び出す71.5kN
    5228281017878(l12)1109490(l1.6)234967(l8)1次モードは正常、2次モードは要素が飛び出す67.5kN
  • l12-l1.6-l8は切れる
  • 孔をつけたモデルでも解析がうまく行く。孔ありの方が1次の座屈荷重が少し低くなる。

補剛材あり

  • 孔なし補剛材あり
    総節点数木材要素数非一体化部鋼板要素数一体化部鋼板要素数結果1次\( P_{cr} \)
    8822601798392(l12)1653936(l2)596385(l8)要素が飛び出す149kN
  • 孔あり補剛材あり
    総節点数木材要素数非一体化部鋼板要素数一体化部鋼板要素数結果1次\( P_{cr} \)
    523050598470(l12)1251573(l2)452306(l8)要素が飛び出す175kN
  • 孔なしのほうが木材も鋼板も細かく切れているので1次座屈荷重が低くなってる。どちらも要素の飛び出しが起こるモードになり変な解が出てるようなので補剛材と鋼材をさらに切る必要がある。

今までのをやり直す。

salomeで木材部を削って一部非一体化にしたモデルを分割してからccxで解析する。

  • 孔あり補剛材なしsalomeでモデリング 要素はC3D4(四面体)のAutoでlengthを変えて切る
length総節点数木材要素数鋼板要素数結果
1217万58万15万座屈させると要素が飛び出す。1次\( P_{cr} \)=92kNくらい
10なぜかエラーがでて切れない
850万203万36万要素の飛び出しがなくなる。1次\( P_{cr} \)=147kN
75811462396666386169要素の飛び出しが見られない。1次\( P_{cr} \)=144kN
692万340万104万要素数が多くなりすぎてccxで解けない(強制終了)

鋼板をもっと多く切ってみる必要がありそう 2次要素とかで切ってみるとどうか?

  • 孔なし補剛材なしsalomeでモデリング
length総節点数木材要素数鋼板要素数結果
12181632765824178789座屈させると要素の飛び出しが起こる。1次\( P_{cr} \)=105kNくらい
10なぜかエラーがでて切れない
9エラーが出て切れない
85214202062159376681座屈させると要素の飛び出しが起こる。1次\( P_{cr} \)=92kNくらい
75979142412348450689座屈させると要素の飛び出しが起こる。1次\( P_{cr} \)=151kNくらいになる。

プログラムで作った孔なし非一体化モデル

(鋼材と木材を支間中央部から最初のPC鋼棒のアンカープレートまで上下とも非一体化) onsih4z.f90,onsi4z2.f90 を座屈させる。 1MNかけているので出力された座屈荷重がそのまま読める。

  • オイラーの座屈荷重
    条件座屈荷重(MN)
    単純支持3.701E-002
    固定支持0.1480

孔なし補剛材なし非一体化モデル

ccx解析結果
n次モードccx座屈荷重(MN)
10.7846011E-01
20.2280486E+00
30.2489195E+00
40.4002716E+00
50.4099577E+00
  • オイラーの固定支持よりかなり低い値が出る。
  • salomeで作ったモデルのような飛び出し部は確認されない。
  • salomeで作った孔なしモデルは92kNくらいで座屈するが、それよりも低い値が出る。
  • 1次モード等倍 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/811onsi4z2frd1zitou.png
  • 1次モード変位量2倍 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/811onsi4z2frd1zi2bai.png
  • 2次モード等倍 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/811onsi4z2frd2zitou.png
  • 2次モード変位量2倍 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/811onsi4z2frd2zi2bai.png

孔なし補剛材なし上の段だけ非一体化モデル

下の段の木材と鋼板は一体化しているモデル

n次モードccx座屈荷重(MN)
10.8540278E-01
20.2201420E+00
30.3317080E+00
40.4245944E+00
50.4385326E+00
  • 1次モード等倍 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/onsi4uez1zi1bai.png

孔なし補剛材あり非一体化モデル

  • 最初に木材部分の応力集中部(載荷点)が破壊し、 全てのモードで木材部の座屈挙動になるため、 鋼板部の座屈挙動が見ることができない。
  • ためしに補剛材部分の寸法をものすごく薄くして補剛材なしモデルとほぼ変わらないような 断面にして解析したら上の補剛材なしプログラムで解いた結果と同じ挙動が得られた。
ccx解析結果全て木材部の破壊
n次モードccx座屈荷重(MN)
10.1028976E+00
20.1759758E+00
30.1906934E+00
40.2086057E+00
50.2153555E+00

孔なし補剛材あり上の段だけ非一体化モデル

下の段の木材と鋼板は一体化しているモデル

  • 最初に木材部分の応力集中部(載荷点)が破壊し、 全てのモードで木材部の座屈挙動になる
n次モードccx座屈荷重(MN)
10.1049848E+00
20.1809716E+00
30.1925376E+00
40.2122353E+00
50.2144374E+00

Asterのbuckling

MODE_ITER_SIMULTのオプションを使いそう

Aster→2材料で解くのと異方性はできる。座屈は調査中

弾性床上の座屈

http://freecaetester.blog62.fc2.com/category19-0.html

上の記事を参考にして一部非一体化にしたプログラムに接触解析の定義をいれてみる。

  • 接触入れるとWARNINGが出る。
    • (
      *WARNING in statics: a nonlinear geometric analysis is requested
               but no time increment nor step is specified
               the defaults (1,1) are used
    • )
  • 接触解析で要素分割を細かくするとエラーになる
    • (
      *ERROR: increment size smaller than minimum
      best solution and residuals are in the frd file
  • )

マスターのヤング率を低くする(ezz/10とか)と何故か解ける

座屈解析

鋼板のオイラー座屈

プレストレス木箱桁橋 鋼板部プレストレス固定支持間315mmの上部鋼板の座屈

  • プレストレス鋼棒間730mmの半分365mmからアンカープレート100mmの半分を引いたもの=315mm

幅120mm高さ9mmスパン315mmで単純支持にしてオイラー座屈させてみる

細長比121.24

オイラー座屈荷重理論値\( Pcr=0.14937MN \)

ccx解析結果
n次モードccx座屈荷重(MN)オイラー荷重理論値との相対誤差(%)
10.1548903E+003.670
20.6218848E+00
30.1393993E+01
40.1936985E+01
50.2383931E+01

長方形断面だからちょっと誤差が出る。

1次モード座屈挙動 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/kouhanzfrd.png

  • スパンを630mmにしたやつ
n次モードccx座屈荷重(MN)オイラー荷重理論値との相対誤差(%)
10.1472202E+001.439
20.3013863E+00
30.5895368E+00
40.8915795E+00
50.1322299E+01

1次モード座屈挙動 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/kouhan630frd.png

木材と鋼板1枚 上一段だけモデル

木材と鋼板1枚で、支間中央部のPC鋼棒間だけが木材と鋼板が非一体化しているモデル。

座屈モード座屈荷重(MN)
10.1349740E+00
20.4743007E+00
30.5364287E+00
40.9919370E+00
50.1180486E+01

1次モード座屈挙動 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/mokukou44frd.png 接触解析にしてないのでオイラー座屈、ccxで鋼板1枚を座屈させた時の座屈荷重 とほぼ変わらない値が出る。

オイラー座屈応力

1/4解析モデル

まず普通の1/4解析モデルを作る。

  • x変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/4hanhakox.png
  • y変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/4hanhakoy.png

どちらも下の 半解析-箱断面三角孔モデル のx変位、y変位と同じような分布になり、 たわみ平均なども大体同じ値になる。

鋼板の座屈 - 一体化だけど一部だけ鋼板と木材の間を削ったモデル

とりえあず、中央部の木材と鋼板がくっついている部分の、木材部分を0.001mmだけ削り、その部分だけ木材と鋼板が非一体化しているとみなして計算してみる。

実物は上弦材も下側木材もPC鋼棒間で非一体化なので、FEMモデルでは上弦材と下側木材両方の中央部PC鋼棒間木材部分を0.001mmだけ削る。

三角孔あり補剛材なし

  • 面載荷しているモデル。length12。
  • x変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/4hanhakozakutu2x.png
  • y変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/4hanhakozakutu2y.png
  • 木材部分に線載荷したモデル http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/4hanzakutuanime.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/4hanzakutuL2all.png

座屈荷重(1MN載荷時)とアニメーション

  • オイラーの座屈荷重
    条件座屈荷重(MN)
    単純支持3.701E-002
    固定支持0.1480
  • ccxのBuckle
    モード座屈荷重(MN)
    線載荷面載荷(載荷試験装置寸法で載荷)
    10.9249756E-010.9726263E-01
    20.1472920E+000.1548828E+00
    30.1699003E+000.1734040E+00
    40.3865533E+000.3048128E+00
    50.4932473E+000.3726462E+00

今回は固定支持であると考えられるため、ccxのモード2の計算値とオイラー座屈の固定支持の値がかなり近い結果になった。

  • モード1 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/4hanhakozakutu2m1.png

何かが飛び出す現象がみられる。 アニメーションで詳しく見てみる。

  • モード1アニメーション、Amplitude+100% http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/4hanza100anime.png
  • モード1アニメーション、Amplitude-100% http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/4hanhakoza-100anime.png

この2つのモード1アニメーションを見る限り木材部ではなく鋼板部が飛び出していると考えられる。この挙動は線載荷と面載荷のどちらでも同様だった。

  • モード2 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/4hanhakozakutu2m2.png

三角孔あり補剛材あり

座屈荷重(1MN載荷時)とアニメーション

  • ccxのBuckle(線載荷)
    モード座屈荷重(MN)
    10.9889383E-01
    20.1574743E+00
    30.3737713E+00
    40.4575766E+00
    50.5303813E+00
  • モード1アニメーション、Amplitude+100% http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/4hanhakohogouza1g.png

・補剛材なしとありでは飛び出す方向が違う →単に方向が違うだけなので補剛材のあるなしでモードが変わるかも ・またはメッシュ分割の違い (鋼板部メッシュ数は補剛あり18万、補剛なし15万でそんな変わんないけど) によって違うモードになったかも

孔なし補剛材なし

モード座屈荷重(MN)
10.9200184E-01
20.1465025E+00
30.2212824E+00
40.3723138E+00
50.4482462E+00

4hanhakoananasi2 1次、2次モードの座屈荷重は鋼板に孔が無くても変わらない。

孔なし補剛材あり

モード座屈荷重(MN)
10.1209061E+00
20.1913690E+00
30.3107388E+00
40.4833085E+00
50.5042332E+00

4hanhakoananasihogou 孔なしの場合、補剛材があると座屈に対してかなり補剛効果がある

まとめ

オイラーの座屈荷重による計算結果と解析による補剛材なしのモード2の値が近いことから、 ccxによる解析結果のモード1は、断面に対し斜め方向からなどの荷重がかかった場合、 普通の弱軸よりもさらに弱い軸があるのではないかと考えられる。

どのモードを見ても解析結果では補剛材なしより補剛材ありの方が座屈荷重が高い値になった。

ちなみに鋼板と木材部を一体化させると先に上部木材部が破壊する挙動になり、 一体化させないモデルよりも高い座屈荷重が出る。

  • オイラーの座屈荷重
    条件座屈荷重(MN)
    固定支持0.1480
  • ccxによる座屈解析結果
    モード座屈荷重(MN)
    三角孔あり補剛材なし三角孔なし補剛材なし三角孔あり補剛材あり三角孔なし補剛材あり
    10.9249756E-010.9200184E-010.9889383E-010.1209061E+00
    20.1472920E+000.1465025E+000.1574743E+000.1913690E+00
    30.1699003E+000.2212824E+000.3737713E+000.3107388E+00
    40.3865533E+000.3723138E+000.4575766E+000.4833085E+00
    50.4932473E+000.4482462E+000.5303813E+000.5042332E+00

Aster

最終的な解析モデルをExplodeして

  • 荷重をかける面
  • 固定する面 を作っておく

検証

簡単な片持ち梁を軸方向に押してみる。

  • 断面2cm×2cm、長さ40cm
  • 鋼材206GPA,ポアソン比0.3

asterはデフォルトの載荷方法だと面を指定してその面に対して垂直に面載荷になる。 その他の載荷方法は後でviでソース(.comm)をいじるか、 Aster画面でEficasを起動させてEficas経由で.commをいじるかする。

理論式理論値(m)
\( d=\frac{PL}{EA} \)-4.85437E-07
変位最大値dmax(m)理論値との誤差(%)
ccx節点載荷-4.979490e-072.577%
ccx面載荷-4.846880e-070.1543%
aster面載荷-4.84655e-070.1611%

大体同じになる

Asterで異方性

ccx・理論値と比較し、異方性がちゃんと解けるか確認

等方性で解く

鋼材のたわみ(m) 節点載荷

ccx9.6939E-06
aster9.72292e-6(大体)
初等梁9.7087E-006
ティモ1.0146E-005

直交異方性で解く

  • 正方形断面の一辺20cm 長さ2mの木材 z軸方向ヤング率ezz=7.694GPa exx=eyy=ezz/25d0 せん断弾性係数 一律でezz/15d0 片持ち梁とし、自由端に荷重100Nとする。 salomeではccxと同じように節点荷重として載荷する。

nx=ny=10,nz=100

たわみ最大値(m)
初等梁理論値2.5994E-004
ティモ理論値2.7164E-004
ccx解析値2.71617E-04
aster2.71617e-4

zがスパン(長さ)方向でモデリングしたなら、N(normal)に軸方向を入れる。 Lに長手方向、Tに残りの1つでよいと思う。 当然せん断弾性係数やポアソン比も適切にいれる必要があると思う。 今回はccxのプログラムf90と同じになるように打ち込んだ。

寸法をm単位で入力してるので注意。 このやり方で木材を短くしたり長くしたりして解析したが、 ほぼすべてsalomeとccxの解が同じになった。

Commandファイル

荷重

  • PRES_REP デフォルトの設定。面に対して垂直な荷重をかける。
  • FORCE_FACE グループと方向を指定して荷重をかける。

メモ

最近のモデル(スパン7m継手あり孔大きめ、補剛材ありなし)

  • tugite1302~,1307~

継手ありモデル

  • 継手あり補剛材ありモデルの様子 継手部(一体化,半解析) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/tugitehan.png
  • x変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/tugitehanx.png
  • y変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/tugitehany.png

継手があると支間中央部の鋼板の三角孔が継手鋼板で塞がれるのでせん断変形しづらくなる

木材利用研究発表会

2014年 &link(発表スライド,http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/pdf/saitomoku14.pdf)

継手なしモデルまとめ

3点曲げと半解析による比較

木材に線載荷

  • ヤング率7.694GPa 荷重100kN
    モデル解析手法載荷上木材部たわみ平均値(mm)三角孔ありに対する相対誤差
    補剛材あり三角孔ありlength253点曲げ9.6324
    半解析10.2294
    補剛材あり三角孔なし3点曲げ8.990856.660%
    箱断面三角孔あり3点曲げ11.919
    1/4解析11.549
    箱断面長方形孔3点曲げ15.980
    箱断面三角孔なし3点曲げ10.98637.825%
    上部60mm鋼板欠け三角孔あり3点曲げ13.5324

半解析と1/4解析で実験と同じように面に載荷

モデル解析手法載荷上木材部たわみ平均(mm)
補剛材あり三角孔あり半解析10.5003
箱断面三角孔あり半解析12.4034
1/4解析12.529
上部60mm鋼板欠け三角孔あり半解析13.9751
  • グラフ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/graph/grafi-3anasaikamen.png

3点曲げ木材上部分載荷

  • 全てC3D4要素
  • 支間中央木材部分に線載荷
  • 載荷上たわみ平均は、線載荷部からz軸方向に5mm離れたところの点のたわみを取る。

補剛材ありモデル

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/3tenhogou5mml20mgsaikafrd.png

載荷上たわみ平均(mm)
9.98675

箱断面モデル

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/3tenhako5mml18mgfrd.png

載荷上たわみ平均(mm)
11.919

鋼板上部欠けモデル

箱断面モデルに対して上部60mm部分の鋼板がないモデル

  • y変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/3tenkakel18mgfrdd2.png
  • x変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/3tenkakel18mgsaikafrdd1.png

半解析

半解析で実験と同じく面に載荷してみる。

補剛材あり三角孔モデル

  • x変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/hogouxmen.png
  • Animation http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/hogoumenhenkeizu.png

箱断面三角孔モデル

  • 載荷面 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/hanhakoload14_8mgsaikameninp.png
  • y変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/hanhakoload14_8mgsaikafrd.png
  • x変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/hakoxmen.png
  • Animation http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/hanhakoloadhenkeizu.png

箱断面(補剛材なし)孔なしモデル

  • y変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/onsi14hanyhenni.png
  • x変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/onsi14hanxheni.png
  • Animation http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/onsi14hananimete.png
  • プログラムから作ったモデルと、Salomeから作ったモデルでは、荷重をかける方向(主にy方向)が逆になっているので注意。
  • プログラムではy方向の負にたわみ、Salomeモデルではy方向の正にたわむ。

(プログラム、Salomeで個人的に作りやすいやり方でモデル化したら、高さ方向のプラスマイナスが逆になったということ。)

昔のモデル(スパン6m継手なし孔小さめ対傾構あり)

  • sankaku2011
  • ヤング率6.929GPa 荷重100kN
    理論値たわみ(mm)
    初等梁理論4.960
    ティモシェンコ6.500

まとめ(スパン6m継手なし孔小さめ対傾構あり)

  • 半解析で木材下部のたわみ比較 荷重100kN載荷時のたわみ(半解析での載荷は50kN)
モデルたわみ平均(mm)
対傾構あり三角孔あり6.42216mm
対傾構あり三角孔なし5.9873mm
対傾構なし三角孔あり5.64861mm
対傾構なし三角孔なし5.501mm

3点曲げ対傾構なし三角孔なし

たわみを取る部分たわみ平均(mm)
木材上部8.635
木材下部5.550
断面平均6.223

半解析対傾構なし三角孔なし

木材下部5.501mm

支間中央に対傾構をつける

  • 対傾構あり孔なし半解析モデル 半解析なので半分の厚さにする。対傾構をつけると、 上部分の木材から下部分の木材に応力が流れてきて、下部分がよりたわむようになる。
    木材下部たわみ5.9873mm
    支間中央部分に対傾構が入っているため、断面がふさがっている http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/on6m3tentaikfrd.png
  • x変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/on6m3tentaikx.png
  • y変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/on6m3tentaiky.png

対傾構あり三角孔あり半解析モデル

R20

木材下部たわみ6.42216mm
  • x変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/sankaku2011anataikxfrd.png
  • y変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/sankaku2011anataik.png

対傾構なし三角孔あり半解析モデル(比較用)

R20

木材下部たわみ5.64861mm
  • x変位 対傾構があるのと比べ、支間中央部の鋼板のx変位が大きい http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/sankaku2011anaxfrd.png
  • y変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/sankaku2011anayfrd.png

C3D6とC3D4の混在

メッシュの接合性の問題で、C3D8とC3D4はうまく行かないけど、 C3D6とC3D4ならAutoで切っても混在させれそう。

  • 木材部分C3D6,鋼板部分C3D4 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/R20katac3d6frd.png

三角孔片持ち修正版

スパンを短くした。したにある古いものはスパンが端部分だけ長いので、それを修正。 木材部分上部に線載荷し、たわみは木材部分下部の平均を取ったものをsaikasita、木材部分上部の平均をとったものをsaikaueとする。3点曲げの値とも比較してみる。

孔ありは全てC3D4要素、孔なしは全てC3D8要素とする。

  • 面載荷木材部分上部のたわみと実験値 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/graph/FEMmensaikaue-zikken.png

三角孔補剛材あり

  • 片持ち
    length要素数saikasitaたわみ平均(m)saikaueたわみ平均(m)面載荷saikasitaたわみ平均(m)面載荷saikaueたわみ平均(m)
    5012万7.06216E-03
    2552万6.87534E-03
    2357万6.79788E-03
    1890万6.75301E-03
    18101万9.94436E-036.56369E-031.07702E-02
  • 3点曲げ
    length要素数saikasitaたわみ平均値(m)
    2512624826.80896E-03
  • 孔なし
    断面saikasitaたわみ平均(m)saikaueたわみ平均(m)
    補剛材あり6.39474E-038.87783E-03

三角孔補剛材なし(ただの箱断面)

  • 片持ち
    length要素数saikasitaたわみ平均(m)saikaueたわみ平均(m)面載荷saikasitaたわみ平均(m)面載荷saikaueたわみ平均(m)
    2080万8.41664E-031.18110E-028.10568E-031.26531E-02
  • 3点曲げ
    length要素数(C3D4)saikasitaたわみ平均値(m)
    100569898.17722E-03
    402768708.50203E-03
    2014898148.38163E-03
  • 孔なし
    断面saikasitaたわみ平均(m)saikaueたわみ平均(m)
    補剛材なし8.24448E-031.08202E-02

三角孔上部鋼板なし(上120mmなし)

  • 片持ち
    length要素数saikasitaたわみ平均(m)saikaueたわみ平均(m)
    1482万1.16335E-021.80801E-02(要素数84万)
  • 3点曲げ
    length要素数saikasitaたわみ平均(m)
    14153万65671.18096E-02
  • 孔なし
    断面saikasitaたわみ平均(m)saikaueたわみ平均(m)
    上部鋼板欠け1.07214E-021.64507E-02

三角孔上部鋼板なし(上60mmなし)

プレストレス木箱桁橋三角孔(縦147.92mm×横143.66mm)

ティモ孔の鋼板の換算幅算出

\( (元々の鋼板体積-孔部分体積)/(高さ×長さ) \)

  • 補剛材なし箱断面用ティモ孔理論値計算f90&link(keianahako.f90,http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/data/keianahako.f90) 今までは孔を簡略化して(長方形孔)モデル化、ティモ(孔)の理論値計算をしていたため、 ならした鋼板はもともとよりかなり薄くなるので、 ティモ(孔)と元々のティモシェンコ理論値は開きが出ていたが、 図面の三角孔の面積を使ってならした鋼板の厚さを使うと、 長方形孔をならしたときほどは薄くならない。

そのためティモ(孔)にしても、 元々の値とはあまり変わらなくなる。

  • 昔の長方形孔 縦180mm \( \times \) 横265mmに孔を簡略化
元々の鋼板の幅b9.0mm
ならした鋼板の幅b22.443mm
補剛材なしティモ孔たわみ10.762mm

補剛材あり

補剛材あり3点曲げ解析

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/3tenhogou125kousoku.png

  • 補剛材あり3点曲げファイルは3thlxxx.inp (xxxはlength)
  • 断面 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/3tenhogou125kousokudmen.png
length要素数(C3D4)saikasitaたわみ平均値(m)
2512624826.80896E-03

補剛材あり片持ち

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/R20katahogou.png

  • 補剛材あり片持ちファイルは3lxxxh.*

FEM解析値では、片持ち梁で

length要素数saikasitaたわみ平均値(m)
149469769.66198E-03

補剛材なし

補剛材なし3点曲げ解析

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/3ten3kakuR20kousoku.png

  • 補剛材なし3点曲げファイルは3tlxxx.inp (xxxはlength)
    length要素数(C3D4)saikasitaたわみ平均値(m)
    100569898.17722E-03
    402768708.50203E-03
    2014898148.38163E-03

補剛材なし片持ち

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/3kakur20katamesh.png

  • 補剛材なし片持ちファイルは3lxxx.* (xxxはlengthの数)
length要素数片持ちsaikasitaたわみ平均(m)荷重(P=1.d-1 MN) /2
207174481.15251E-02
149207571.15435E-02

鋼板欠け

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/3tenkouhankake.png

  • 断面 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/3tenkouhankakedanmen.png

三角孔部分

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/3kakuR20-kansei2.png

  • 完成

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/3kakuR20-sakusei2-70.png

  • 作成中(14/5/9)。より正確にモデリングする。
    • 各種寸法から直角三角形の角度θを求めて頂点からの距離xだけ 離れた点に半径20mmの円が触れるようにする。

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/3kakuR20-2sakuseityu2.png

  • 作成中(14/5/8)。
    • なんとなく概算で作る。円の半径は20mm http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/3kakuR20.png

滝田さんのプログラム

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/takita3kakuinp.png

Mentatメモ

弾塑性解析

  • 降伏応力を入れた後、 JOBS→PROPERTIES→JOB RESULTSで Sterss, Total Strain, Elastic Strain, Plastic Strainにチェック。

面荷重(Faceload)

  • 格子状に分割されたある大きな一つの面に対し、面荷重をかけるときは、 Face Loadを選択し、 ボックスの中に応力を入れることになる。
  • この時の応力は、かけたい総荷重/断面積だが、 正確には、 \( \frac{かけたい総荷重}{faceの数} \div \frac{断面積}{faceの数} \) となる。
  • 答えは変わらないけど、面はたくさんあるのに応力入れるところは一つだけなの?とか、 焦って考えて、変なことになることがありそうなので注意。

inpからABAQUSで読む

  • inpをインポートする際はinpのヤング率の乗数をEで出力するようにすると mentatでヤング率を再設定する手間が省ける。

ccx_2.5調査

DLOAD検証

DLOAD例

&link(cgxで載荷拘束する方法,http://www.bconverged.com/content/calculix/doc/GettingStarted.pdf) を見ながら手順通りにやった例。

鋼材一本で分割数変えてDLOAD

5cm\( \times \)5cmのスパン50cmの鋼材を片持ちでDLOAD めんどいので端一面にkousoku,1,3を与えて.dloだけcgxで吐き出させる。この時設定したpresは1.0(presは応力)

  • ある荷重をかけたいなら、pres hoge に、「設定したい荷重/面の面積」を計算した値 をいれる
nz分割数100500
FEMたわみ最大値(m)-3.625050e-03-3.641140e-03
  • presを変えていないので、z方向の分割数を変えてもたわみは増えない。

CLOADとDLOAD比較(鋼材、引張)

1m\( \times \)1m、長さ50mの鋼材で比較。

  • nx=2,ny=1,nz=200 (pres 1.0)
    • DLOAD min:-2.425090e-04 at node:1201
    • CLOAD min:-2.425090e-04 at node:1201
  • nx=1,ny=2,nz=200 (pres 1.0)
    • DLOAD min:-2.425090e-04 at node:1201
    • CLOAD min:-2.425090e-04 at node:1201
  • 理論式のたわみ\( d=\frac{PL}{EA} \) 2.427184e-04  変位の単位は全てm:メートル
  • CLOADでは、分配された節点荷重が重なるところは足し算する。ちゃんと割り振ってやると、 全く同じ結果になった。このやり方では、節点数が変わってしまったら面にかかる荷重の総和が変わってしまうため、注意が必要。(分割数を変えたりすると、載荷節点の荷重を変えなければいけないが。下にあるcmoku14.f90なら分割数を変えてもp=の荷重をちゃんと振り分けてくれるようにした。)

CLOADとDLOAD比較(木材、片持ち梁等分布)

10cm\( \times \)10cm 長さ1mの木材を片持ち等分布荷重で解析。 DLOADではpres 0.1とする。 理論値では\( k=\frac{5}{6} \)として計算を行う。

  • nx=1,ny=1,nz=200
    • DLOAD min:-2.026590e-02 at node:803
    • CLOAD min:-2.026590e-02 at node:803

幅8cm\( \times \)高さ4cm 長さ1mの木材 片持ち等分布荷重(pres0.03) 理論値では\( k=\frac{5}{6} \)として計算を行う。

DLOAD現状

等分布荷重の時に便利かも。cgx経由じゃないと使えないため、モデルの寸法・分割数決め打ちになってしまう。 cgxで載荷拘束を設定する場合は、 拘束節点を.nam、載荷面情報を.dloに出してそれぞれ.inpでinputしてやるように書き、 DLOADにするとできる。

  • プログラムで拘束だけ与えて載荷だけcgxの.dloをインプットするやり方が楽。
  • 普通のCLOADで等分布したときとDLOADとで比べてDLOADが きれいに応力分布出るのか確認。←今のところおんなじになると思われる。そういった部分でのDLOAD特有の利点は、ない(と私は思う)。
  • 等分布したい時なら、プログラムに慣れてない人でもcgxで視覚的に載荷条件設定できるのでよいかも?分割を多くしてくとcgxでの載荷節点設定が重くなってこわいのが欠点。
  • presの値の設定(presの意味)は間違えないでね。

片持ち梁とティモシェンコ理論値比較

簡単な片持ち梁の長方形断面を解いてfrdやdatで見てみたらちゃんと解けているようです。

  • y軸:たわみ(m)、x軸:nz分割数、赤:ccx、緑:ティモシェンコ理論値

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/ccxtyousa/gosa-iftawahz.png

  • y軸:相対誤差、x軸:nz分割数
ティモシェンコ理論値1.52391E-003(m)

要素の調査 C3D6とC3D8

卒論日誌にもっと詳しく書いてたんだけど、間違えて消してしまったので簡略に。 直方体でメッシュを生成するプログラムから、その直方体を2分割して三角柱メッシュを生成するプログラムを作り、収束性を比較する。

  • c3d6はこんな感じで作られる http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/sotu/cgxc3d6tinp.png
  • 木材でc3d6とc3d8を比較,理論値は初等梁とティモ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/sotu/c3d6c3d8.png
    • y軸:たわみ(m),x軸:nz分割数
  • 鋼材でc3d6とc3d8を比較,理論値は初等梁 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/sotu/koutyouc3d6c3d8.png
    • y軸:たわみ(m),x軸:nz分割数

雑感

nz分割数が少ない時は(nz<50くらい)、単純にc3d6を作るプログラムのほうが軸方向の要素数が 2倍になるので(直方体を2分割してc3d6をつくってるから)、c3d6のほうが理論値に近いくれています。 しかし、nzが大きくなり、解が収束してくると(nz>500)、ごくわずかだがc3d8の方が理論値に近くなった。c3d8のほうが1要素あたりの節点数が多いからなのかもしれない。

ccx_2.5 ,cgx_2.5覚書

RESTART

柴田さんの修論日誌に書いてあるとおりにやると、ccx2.5でも.routファイルができた。 大体こんな感じで*STEPと*STATICの間あたりに*RESTARTを挿入した。

  • (

STEP

RESTART

RESTART,WRITE,FREQUENCY=1

STATIC,SOLVER=SPOOLES

  • )

座屈解析

  • テクニック 総荷重を1MNかけるときなら、datに出てきた座屈荷重をそのままMN単位で読める

エラー

jacobian問題 : ERROR in e_c3d: nonpositive jacobian

&link(江村さんの修論日誌,http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/cgi-bin/gwiki/wiki.cgi?%b9%be%c2%bc%a4%ce%bd%a4%cf%c0%c6%fc%bb%ef#i50)にも書いてくれています。有難いです。

節点座標が出力フォーマットより細かった時に、その節点を使う要素を含むモデルを解くことで発生することがある。 そんな時は出力を1pe17.9とかにして細かい桁まで出してあげると解決した。

SalomeでAutoでメッシュを切った時に発生

Salomeで、プレストレス木箱桁橋三角孔補剛材ありモデルを、 メッシュを全てC3D4で切り、非常に細かく分割した後unv→inp変換を行ったもので発生。 要素数は400万くらい。 要素数70万のものではエラーは発生しなかった。 計算できないくらい細かくなりすぎた? →細かくなり出力桁が足りなくなった。

  • (
    *ERROR in e_c3d: nonpositive jacobian
           determinant in element     4518956
  • )

SalomeでAutoでメッシュを切り、 C3D6とC3D4を混在させたモデルで、C3D4部分を細かくしようとすると 全く同じjacobianエラーが発生する。 試しに1つのjacobianエラーが発生したinpを、要素の節点番号のくるみ方を\( 4! \)=24通り試してみたが、(私のミスでなければ)すべて全く同じjacobianエラーとなった。

unv→inp変換プログラムの節点出力を1pe17.9とかにして細かい桁まで出してあげると解決した。

プログラムで発生

  • (
    *ERROR in e_c3d: nonpositive jacobian
           determinant in element       20358
*ERROR in e_c3d: nonpositive jacobian
       determinant in element       20358
  • ) C3D6のところでひとつの要素につき2つのjacobianエラーが出る。

こちらの方は、要素のくるみ方を正しく?(ccx_2.5で対応できるように)したら対処できた。 ccx_2.5のfortranでの正しい?要素のくるみ方はマニュアルに書いときました。

ccx2.6以降では、この問題が解決している可能性があり、 それらのverではccx_2.5でエラーが起きないくるみ方をしていると、 逆にエラーが出る可能性がある。

f90のコンパイルエラー

gfortranでコンパイルを行う時、

  • ( relocation truncated to fit: R_X86_64_32S against `.bss' collect2: ld はステータス 1 で終了しました
  • ) みたいなエラーが出てコンパイルできないことがある。 この時は、コンパイルに制限値以上のメモリを使用するためにエラーが出るらしい。 なので、制限を取っ払うオプションである-mcmodel=largeをつけてコンパイルする。 ダイヤカット円筒をC3D4要素で一気にinp作るプログラムで、要素分割を細かくすると発生。
  • ( gfortran -mcmodel=large nantoka.f90 -o nantoka
  • )

強制終了

ccxで解析中に、ccxが強制終了してしまう。 要素数が多いと発生。

  • (
    Factoring the system of equations using the symmetric spooles solver
    Using up to 1 cpu(s) for spooles.

強制終了

  • ) 要するにスペック不足ですってこと。いいPCでやっても出るなら諦めて要素数減らして。

ERROR in u_calloc: error allocating memory

メモリが足りませんよって言われる。

  • (

ERROR in u_calloc: error allocating memory

num=566129320,size=4

  • ) visionのメモリ2Gのマシンで、140万要素のものを解こうとしたら、エラーが出た。 Corei5 のメモリ4GBのマシンでは、エラーが出ずに普通に解けた。

要するにスペック不足ですってこと。

メモ

  • .inpをcgxで開いてanimateとかf2とかでたわみ方を確認するのは信用できない。←境界条件のみで解いてる? frdとdatを信用しよう。
  • f90で寸法をm、ヤング率と荷重はメガ
  • .dloのpresもメガ

要素

  • C3D8  直方体
    • C3D20 直方体(C3D8)を一辺に3つ節点ができるように増やした直方体
  • C3D4  四面体
    • C3D10 四面体(C3D4)を一辺に3つ以下略
  • C3D6  三角柱
    • C3D15 三角柱(C3D6)を以下略
  • S6,S8 シェル
  • 他にもいっぱいあるよ。自分で調べて使ってあそぼう
  • Rがついてるのは低減積分要素。制御が難しいので、簡単に使えない。

Salome覚書

Salome用参考資料

マウスとキーボードを使った操作方法

Ctrl+左クリックしながらドラッグ 拡大&縮小
Ctrl+真ん中クリックしながらドラッグ 移されている領域を移動させる
Ctrl+右クリック モデル回転

salomeで.unvをつくりプログラムで.inpにする方法(解決)

&link(Salomeメモ,http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/cgi-bin/gwiki/wiki.cgi?Salome%a5%e1%a5%e2#i0)にあります。 &aname(w0f8c75c,super,full){†};

材料が2つの時もSalomeメモに書いてます。

体積を出す

Geometryで

unv→inp用の載荷拘束テク

  • Salomeで、C3D4などでメッシュを切るとき有効
  • きれいに載荷節点、拘束節点をいれたいとき有効 unv→inp変換する際は、Salome上で先に載荷拘束用の区切りをPartitionで入れておくと、 きれいに載荷拘束用の節点が入る。 unvにするf90では、 if文で
    • ( 区切りを入れた部分の座標-0.000001d0.and.区切りを入れた部分の座標+0.000001d0
    • ) みたいに設定していくだけできれいに載荷拘束が入る。 手動で(CLOADで)面載荷したいの時も使える。

Partition入れまくったモデルを、Auto Hex(C3D8)とかでいっぺんに全部切ろうとすると、 当然エラーが出るので注意。 そういう意味ではC3D4は便利。(いっぺんに全部切っても大丈夫)

unv→inp変換時の注意 prism

salomeでメッシュを切った時にprismができるとcalculixでは対応していない要素となるので、計算しようとするとエラーが起きるか、要素が抜けたまま計算されてしまう。 prismができないようにメッシュを切らなければいけない。

prismは例えばSalomeでAutoで切ったときに、C3D4メッシュとC3D8メッシュの接続部などで生成されてしまう。

メッシュをC3D8要素とかで切っていて、軸方向に多く切りたい

  • submeshを使う。
  • Geometryで軸方向(多く切りたい方向)の辺すべて(例えば1個のただの箱なら軸方向に伸びている辺4つ)をグループでGroup_1とかに指定しておかなければいけない。
  • まずBox_1(作りたいモデル)を作る。
  • New Entity-Group-Createをクリックし、ラジオボタンで/(辺)を選択。
  • Main Shapeには、Box_1を選択。するとBox_1がワイヤーフレーム表示になる。
  • 軸方向(z方向)に伸びている辺をクリックし、Add をクリック。
  • これを軸方向(z方向)に伸びている辺すべて行う。一つの直方体なら、すべてAddすれば、 4つの辺番号が表示される。
  • すべてAddしたら、Apply and Close 。この操作でできるGroupを、Group_1とする。
  • Mesh画面に行き、&link(メッシュをC3D8で切って,http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/cgi-bin/gwiki/wiki.cgi?Salome%a5%e1%a5%e2#i4)、例えばMesh_1ができる。
  • その後、create submeshで、MeshにMesh_1を指定、GeometryにはGroup_1を指定する。 1D-AlgorithmでWire Distcretisation,HypothesisでNoneを指定し、その右にある歯車をクリックし、Nb.Segmentsをクリック。
  • すると、新しいNb.Segmentsを作れるので、Number of Segmentsを軸方向に切りたい数だけ設定。

(デフォルトでは、名前が被らないようになっていると思うが、一応、この時はMesh_1を切るときに設定したNumber of Segmentsの設定のNameと、このとき設定するNumber of Segmentsの名前が被らないように注意する。)

  • 設定し終わったら、Applyする。するとツリーのMesh_1とあるところの絵に!がつく。
  • Mesh_1を再びcomputeすると、submeshの設定が反映されて再びメッシュが切られる。

これを行うと、直方体とかなら普通にf90プログラムでnx=,ny=,nz=,と 設定するのと同じような感覚でメッシュが切れるし、軸方向分割数だけを多く稼げる。 unvからinpにしてccxで解いても、寸法・各種数値と分割数が全く同じなら全く同じ解になる(当然だが)。

材料AとBからなるモデルを作りたいが、材料AとBの間をまたいでメッシュができてしまう

材料AとBの接合面を、Partitionで区切る。 Partitionでは接合面となるFaceがGeometryにある必要があるが、Geometryで、 ツリーの材料Aか材料Bを右クリックして、CreateGroup?→ラジオボタンで□(面)を選び、 接合面をクリック→Addで接合面を作るのが効率が良い。

非一体化モデルを作りたい

Geometryで、FuseのかわりにCompoundを使ってモデリングする。 Compoundは、Fuseとは違いMeshを切った時に一体化させた境界面で節点共有されなくなる。

ただし、Compoundした後に境界面をPartitionすると情報が上書きされて その境目では節点が1ずつ入る(→つまり一体化する)ようだ。

  • compound 選択した物体(複数可)をひとつのグループにまとめてくれる。 一体化してくれるわけではないので注意。 物体Aが物体Bにめり込んだ状態で2つをcompoundしても、 物体Aと物体Bが結合しないし、別々に物体Aと物体Bがあるという状態になる。

メッシュを細かく切った時エラーみたいなのが出る

elementsが500000(桁があってるか不明)とかより多いよ みたいなエラーが出たら、Mesh画面でFile→Preferences→Mesh→Generalの Mesh informationにあるAutomatic nodes compute limit を増やしたほうがいいかも。

ただしエラーが出ていても分割は終了しているっぽい(?)のでそのままでも問題はないかもしれない。 私はlimitを9999999にしている。

グルーピングが遅い、もっと早くできないの?

普通は、Create Meshでメッシュを切り、グルーピングを行うが、 Meshを切った後、一旦Saveし、Salomeを再起動させてからグルーピングを行うと、 普通にグルーピングするより早く終わる。 なんでだろうね。

グルーピング後、unv→inp変換はうまく行くのに、inpの要素数が少なくなる。

丸みを持つモデルとかで発生する。 とりあえず、SalomeのMeshを右クリック→Mesh Informationでvolumeの数を確認し、 inpファイルで総要素数を見る。 inpファイルの方が要素数が少なかったら、グルーピングで要素数が抜け落ちてしまっている可能性がある。 丸みがある部分を持つモデルなどをC3D4(角がある要素)で作ると、少なからずその丸みは メッシュを切る際に簡略化されてしまう。(角がある要素では丸みは"完全"には再現できないため。) そのため、三角孔を持つ木橋などは、メッシュを切った後に、 鋼板部分をグルーピングする際はフィルターに三角孔がある鋼板を選択してしまうと、 すべての要素をグルーピングできなくなる。 こういった場合は孔を開ける前の鋼板をフィルターに設定してあげるとよい。

C3D4とC3D6を混在させて、inpにして解くとjacobianエラーが出る

  • ccxエラー - jacobian問題 参照

Submeshで部位ごとにメッシュを切る

切り分けたい部位ごとに面などでpartitionを入れておき、 最終的なモデル(たとえばPartiton_1とする) をExplode-Solid し、Partiton_1から小さいツリーで部位ごとに表示できるようにしておく。 Mesh画面でPartition_1を選択しCreate Meshするが、Algorithmなどは何も選択せずにApply and Closeし空のメッシュ(Mesh_1)を作る。

このMesh_1を選択し、Create sub-meshする。 GeometryでPartition_1の下の細かいツリーの中から切りたい部位を選択できるので、 それぞれ部位ごとにSubmeshを作ったら、Mesh_1をComputeすると、すべてのSubmeshの設定が反映されてメッシュが切れる。 Submeshごとに優先順位を変えることもできる。(Mesh_1を右クリックし、Change submesh priority)

  • Submeshをたくさん作ったり、優先順位の設定が複雑だったりした場合、 たまに unv出力した際にunv内で要素の順番が変になり、 unv-inp変換プログラムを通した際にinpデータの要素番号が負になる時がある。 priorityの順番に要素グループを作っていけばこのエラーは回避できるような気がする。

二次要素(中間節点がある要素)をつくる

mesh画面でconvert to quadratic

二次要素の方が精度がよいので使いましょう。

二次要素をそのままcalculixに流してとこうとしたところ、 節点の並び方が対応していないのでjacobianエラーが大量に出て解けない。 cgxでモデルを確認しても要素がかなり抜け落ちていた。 salomeのautoで切った四面体2次要素をccxで解くのは厳しそうだ。

エラー

Warning:It seems that there is not enough memory~

メモリが足りませんよエラー。

  • ( Warning It seems that there is not enoght memory to show the mesh so that the application may crash. Do you wish to continue visualization ?
  • ) meshをcomputeしたとき、 Vision 2GのマシンでC3D4で(たぶん、およそ)200万要素くらいに分割しようとしたら発生。

材料が2つのとき(を考えてる時に考えたこと)

  • 例えば部材がbox_1の上にbox_2が乗っかっているモデルだとする。
  • box_1とbox_2の境界面をpartitionで区切らなければいけないため、create groupを行う。
  • ツリーのbox_1を右クリックし、Create Groupを選ぶ。
  • ラジオボタンで、□(面)を選び、Main Shapeに面を指定する物体を選ぶ。(box_1とする)
  • Geometryにbox_1だけを表示させて、box_2と接している面をクリックして、Addし、Apply and Close 。ツリーのbox_1の下に、Group_1ができる。
  • これでpartitionのための設定が終わる。
  • box_1とbox_2を一体化させてメッシュを切るので、ここからFuseする。
  • Operations-Boolean-fuse で、object 1 にbox_1 、object 2にbox_2を選び、apply and Closeする。Fuse1ができる。
  • Fuse1をpartitionで区切る。Operations-Partition を選び、ObjectsにFuse1を指定し、 Tool Objectsには、ツリーのbox_1の下できているGroup_1を選び、Apply and Close。
  • Partition_1ができる。
  • Mesh画面にいき、Partition_1を選択してメッシュを切る。(ここでMesh_1ができるとする)
  • メッシュを切ったら、グルーピングを行う。Fuseしたモデルを切ったMesh_1を右クリックしてCreate Groupをクリック。
  • MeshにMesh_1、Element Type にVolume、Nameは(かぶらなければ)好きなようにつける。まあ、Group_1mとする。(Groupの名前はGeometryにあるものとかぶっても問題はなさそうだが。)
  • Group type ではGroup on filterにチェックを入れる。すると、Set Filterボタンが現れるので、クリックする。
  • Filterの設定画面が出るので、とりあえずAdd をクリック。
  • 今回は、Geometry のモデルでフィルターをかけるので、Criterion にBelong to Geom を 選び、Compare にはEqual to を選ぶ。
  • そして、Threshold の中の空白をクリックしたら、ツリーの中からbox_1を選択。良ければApply&closeしてGroup設定画面もApply&close。
  • これで、box_1の部分のメッシュがすべてGroup_1mに入れられたことになる。
  • もう一度Create Groupする。今度はbox_2の部分のメッシュをグルーピングする。
  • MeshにMesh_1、Element Type にVolume、NameはGroup_2mとかにする。
  • Group type ではGroup on filterにチェックを入れる。すると、Set Filterボタンが現れるので、クリックする。
  • Filterの設定画面が出るので、とりあえずAdd をクリック。
  • Criterion にBelong to Geom を選び、Compare にはEqual to を選ぶ。
  • そして、Threshold の中の空白をクリックしたら、ツリーの中からbox_2を選択。Apply&closeしてGroup設定画面もApply&close。
  • これで、box_2の部分のメッシュがすべてGroup_2mに入れられたことになる。
  • Mesh_1を右クリックして、unvファイルを保存する。

メッシュをC3D4で切り、2つにグループ分けしたものなら、ccxc3d4unv2.f90で解く。

partitionを使わない方法だと、C3D4とかだとbox_1とbox_2の間の部分で作られた要素が選択できない。 となると、メッシュの切り方を変えてBox_1とBox_2で別々に切って、 Compound Meshを作ってその後グループ分け、という作業が必要になるのではないか。

更に、Compoundするならその接合面で節点がくっつくほうがいいから、 Box_1の上にBox_2が乗っかってるモデルとするなら、FaceのBox_1と上端面とBox_2の下端面を2Dで全く同じように切って節点を作り、その節点を使うようにして(その面の節点は増やさないで)なんとかC3D4要素でBox_1と2を別々に切る(ここらへんはできるか不明) という手順が必要かもしれない。調査中。 partition使ってないからこんなことになるのか?partition使ってもう一度やってみます。

  • Compoundとか使うとunvの要素の入り方が変わってくる?。普通にc3d4unvのようにやると 最初が-864とかから始まる。
  • partitionを使う方法 予め面を作っておき、partitionを使って区切ってからメッシュを作成、グルーピングしたら、普通に要素数の抜けなしでinpになった。 下の3角孔木箱桁橋でやったら要素の抜けが起こった。鋼板と木材が接している面を partitionで区切ってるのになあ…。(鋼板の方の面をグループ分けして区切っている) →解決しました。フィルターの範囲を大きくしなければいけませんでした。

パソコン関係覚書

viコマンド

viのコマンド、特に移動系のコマンドなどを使いこなせてないと思い記す。

  • 移動系(0と$は特に便利)
    0その行のはじめに移動
    $その行の最後に移動
    Ctrl e一行下へスクロール
    Ctrl y一行上へスクロール
    Ctrl f1ページ分進む
    Ctrl b1ページ分戻る
    H表示されている画面の一番上の行に移動
    M表示されている画面の中央の行に移動
    L表示されている画面の最後の行に移動
  • 入力系
    sカーソルの位置の文字を削除して入力モードに
    Ctrl sキー入力無効状態になる
    Ctrl qキー入力無効を解除

aliasでコマンド短縮

プログラムをコンパイルする際、gfortranといちいち打つのがめんどくさい人などは

/.bashrcの中で# some more ls aliasesの後辺りに

  • ( alias gf='gfortran -o'
  • ) と追加しておくとgf がgfortran -o の短縮コマンドになる。ただしエイリアスが既存のコマンドと被らないようにね

前に使ったコマンドを見る

  • ( history|grep nantoka
  • ) でnantokaというコマンドを使った履歴を検索できる。 番号とその時使ったコマンドがずらっとでて、いちいち打ち直したくない場合は!番号 でそのコマンドが入る。後藤さんもaliasに入れてるらしい。

inpファイルを見やすくする

&link(vimrc_ubuntu,http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/.vimrc_ubuntu)を.vimrcの元々の中身を全部消して貼り付ける。

メモリとかCPUの情報を見る

  • ( more /proc/cpuinfo more /proc/meminfo
  • )

外付けHDにバックアップをとる

  • ( rsync -auv コピー元 コピー先
  • )

jobの最後にrm jobを入れとく

jobの使い方は後藤資料の中でぐぐればあります。で、jobの最後に

  • ( rm job
  • ) を入れとくと、!./を使ったときjobが再実行されて、慌ててCtrl+cを押して強制終了するも、 解いた結果のdatファイルが全部真っ白になっているということが防げる。

libre office

2014/4/21現在、Ubuntu12.04環境では、 Libre Officeが入っているわけだけど、どういうわけかすごく落ちるので、 スライド作成などしたい場合には、事前に verを3.なんたらから4.2.3にバージョンアップしたほうがいいかもしれない。 コマンドはlibre office ubuntu12.04 とかでぐぐると出てくる。

役立つページ

gnuplotメモ

gnuplotで値をグラフにして見たいって人は、

  • まず、txtデータを作る。 hoge.txtとか(何でもいい) にx軸データ y軸データ を入れる。 hoge.txtの中身が、
    • ( 1 50   ←1列目がx軸データ、空白を開けたあと、2列目をy軸データとする。 100 5000 
    • ) なら、 gnuplot で、
    • ( pl 'hoge.txt' w l
    • ) とすると、グラフ画像が出てきて、見れる。

グラフをpngにして保存したいって人は、

  • まずpngを作る
    • ( set term png set output 'nantoka.png' ←nantokaはグラフにつけたいファイル名
    • )
  • そんで、グラフ出力する
    • ( pl 'hoge.txt' w l

同時にいくつもグラフを載せたい場合は、 pl 'hoge.txt' w l , 'moge' w l , 'mage' w l

  • ) set outputしたあとに、plotすると、グラフが表示されずに、.pngの中に保存される。 この2つの操作でグラフを.pngにして保存できる。

1つのテキストファイルからいくつもグラフを書きたい!って人は、

hoge.txtの中身を、

  • ( 1 50 100 0.2 100 5000 10000 20
  • ) というふうにデータを並べてって、gnuplotで、
  • ( pl 'hoge.txt' using 1:2 w l ,'hoge.txt' using 1:3 w l ,'hoge.txt' using 1:4 w l
  • ) みたいにしてusingを使う。 using1:2 で、txtデータの1列目がxに入り、2列目がyに入るって意味なんですよ。

線の太さをもっと太くしたい!って人は、

gnuplotでそのままグラフを作成すると、 スライド作成とかの時、グラフの線が細くて見にくいと言われたりする。 グラフの線を太くするには、linewidth を使う。 省略形でlwも使える。 lw 2みたいに、その後に半角スペースを空けて、整数を入れる。(数字が大きいと太い,デフォルトはlw 1の大きさ)

  • ( pl 'hoge.txt' w l lw 2
  • )

みたいにすると、太くなる。(だいたい2が見やすいと思う)

グラフの線のタイトルを消してクールにしたい!って人は、

notitleを使う。 発表の時は、スライド作成ソフトやxfigとかで、グラフに矢印をつけて、FEM→ 初等梁→ ティモ→ みたいに書くほうがわかりやすい。(過去の卒論修論スライド参照) そういう時には右上に自動生成されるグラフの線のタイトルがいらなくなるのでこれを使おう。

  • ( pl 'hoge.txt' w l notitle
  • )

構造実験検証

一人で(龍さんに手伝ってもらったりして)こっそりやったデータ。

  • 4/24午後7時 二回とも成功(変な測定値は出なかった)

3D

引張試験 試験体

引張試験のための供試体を作成する。 ものづくりセンターの3Dプリンタでは造形情報をstlファイルとして読み込むので、モデリングツールでモデリングした後にstlファイルに変換しなければいけない。 SalomeのGeometryでモデルを選択→export→STLAⅡfilesで吐き出す。

引張試験

メモ

回転らせん

遊びで適当に節点だけ打ってみたけど、 中間節点を作るのが難しそう

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/scpng/raseninp.png

プログラム類↓

&link(卒論日誌,http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/cgi-bin/gwiki/wiki.cgi?%c0%c6%c6%a3%b5%b1%a4%ce%c2%b4%cf%c0%c6%fc%bb%ef)とかにも色々転がってます。

プレストレス木箱桁橋の角材の間にゴムを挟めるモデル

接触解析の代わりになるかも という事で滝田さんのプログラムを改変して作成しました。

ゴムの寸法や、分割数、ヤング率(ELgom)とかは各自で変えてください。

節点座標の出力桁を多くして、 ゴムを小さくした時に節点座標が出力桁以下になり、 四捨五入されてしまいメッシュの大きさが均一にならないことがある不具合を修正したgom2.f90

&link(gom2.f90,http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/model/gom2.f90)

B32用のunv→inp変換

2次元のトラスにしか対応してません。 3次元には非対応。

主な手順

  • まずSalomeでyz平面上にトラスを作る
  • 点を打ってってそれをLineにして
  • トラスができたら、全部のLineを選択して1つのWireをつくる
  • その後,作ったWireを,
  • 1Dでメッシュを切るが、number of segmentsで分割数を3以上の偶数に指定して切る.
  • Meshを.unvに吐き出して&link(b32unv.f90,http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/saito/2014/prog/b32unv.f90)の中の必要事項を書き換えてinp化

2014年度後期

曜日12345678
時間帯8:50-10:2010:30-12:0012:50-14:2014:30-16:00
基礎物理学実験D TATA
構造設計学特論
地盤工学特論工学資源学特論
水防災工学特論

集中講義 工学資源特論

2014年度前期

曜日12345678
時間帯8:50-10:2010:30-12:0012:50-14:2014:30-16:00
構造力学特論パソコンゼミ
都市システム計画特論土質工学特論
材料設計特論
交通システム計画特論(英語ゼミ)構造実験

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Last-modified: 2020-01-20 (月) 11:56:39