柴田真杜

1自由度系とは

機械系で任意の時刻における幾何学的な位置を、ただひとつの数で明確に表すことができるとき、この機械系を1自由度系、あるいは1自由度の振動系という。天井に取り付けたコイルばねに、上下方向のみに動くように吊り下げた錘がその方向に振動している状態において、錘の位置は、天井からの距離のみで表すことができるので、この系は1自由度系である。振動系を考えるうえで、1自由度系はその基本である。自由度が増えると複雑で扱いが難しくなるが、モード解析を用いると1自由度系で表現できることもあり、振動にかかわるうえで、まず1自由度系を理解することが大切である。

7月2日の実験

7月2日の実験ではタワーにケーブルを1本取り付けたものと2本取り付けたものを用意し、ケーブルを破断させたときのタワーの先端変位を測定した。
・1本の場合
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/1hon_DEPL.png
1本のときは上のような状態からケーブルを切った。
実験と解析の先端変位のグラフは次のようになり、近い値となった。
しかし、解析の方が周期が早く見える。
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/72jikkenn_1hon.png
time stepを0.01から0.005にすることで周期の問題は解決した。(解析時間短縮のため解析時間を30sから20sへ、破断開始を20.1sから10.05sへ変更した。)
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/72jikkenn_1hon_step0005.png
DAFは1.897となり、理論値に近づいた。
time stepを0.005から0.001にすることでDAFが1.919となりさらに理論値に近づいたが、周期の問題がまた発生した。
この原因はまだわかっていない。
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/72jikkenn_1hon_step0001.png

実験と解析結果

動的変位静的変位DAFDAF理論値
実験31.76mm17.70mm1.7941.963
解析step0.0132.84mm17.66mm1.8591.963
解析steo0.00533.50mm17.66mm1.8971.963
解析step0.00133.90mm17.66mm1.9191.963

7月10日

7月2日に行った実験の再現を解析で行っている。
ケーブル部分にプレストレスを与えるため、温度荷重のかけかたを学んだ。
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/pre_static.png
温度荷重によってプレストレスが入り、塔がたわむことを確認できた。
今後はたわんだ状態からケーブルを破断させたときの挙動を確認していく。

減衰について

これまでの減衰定数の計算の考え方は間違っていた。
https://wwwra.meijo-u.ac.jp/labs/ra007/murata/pdf/textbook/sindo_2005-2.pdf
このページを参考にした。
\( δ=\displaystyle \frac{Y_1}{Y_2} \)で対数減衰率δを求めるが、\( Y_1 \),\( Y_2 \)は最大変位から破断後の静的変位を引いたものである。
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/gensui0005NEW.png
この減衰定数を計算すると0.00477と与えたかった0.005に近い値となった。
・減衰定数を0.05に設定し、解析を行った。
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/gensui005_710.png
このグラフからDAFを求めると1.850で理論値のDAF=1.855に近い値となった。

・減衰定数0.1に設定した場合
理論値が1.730なのに対し、解析から求めたDAFは1.725となった。

7月3日

構造関係メモから\( DAF=1-\cos\omega t \)と表すことが出来ることを理解した。
減衰についてだが、現在自分の与えたい減衰定数を反映するができていない。
減衰定数0.005で与えたいところを、変位のグラフから計算すると0.0099となっている。

3本のばねモデルでの実験結果

実験値解析値
3本静的32mm32.48mm
破断時(動的)68mm65.15mm
2本静的47mm48.72mm

健全時を原点にとり、動的変位と静的変位の比をとったものと、自然長を原点にとった時とではDAFが異なる値となった。
健全時を原点にとったものを\( DAF_{健} \)、自然長を原点にとったものを\( DAF_{自} \)とする。(\( DAF_{自} \)\( S_{0} \)=0とする。)
構造関係メモから自然長を原点にとったDAFは\( DAF={1-\displaystyle \frac{\cos\omega t}{N}} \)と表される。これを\( DAF_{自理} \)とする。
tは破断開始から最大変位にいたるまでの時間を代入する。
解析、実験の結果は次のようになった。

\( DAF_{健} \)\( DAF_{自} \)\( DAF_{理} \)\( DAF_{自理} \)
解析2.011.3372.001.333
実験2.401.4472.00

6月26日

固有振動数を解析で求め、レイリー減衰で用いるα、βを計算し減衰をかけた。
減衰定数0.005
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/gensui0005_mode.png
減衰定数0.005よりもかかっている気がする、、 解析方法を見直す必要あり

6月24日

実験した3本モデルを減衰を考慮して解析してみた。
グラフを見ると減衰しすぎな気がする。なにか設定をミスってる可能性あり。 減衰0.5%のとき
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/gensui0005.png
減衰1%のとき
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/genzui001.png
減衰5%のとき
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/gensui005.png

6月19日

断面、縦22mm、横70mmで高いところから紐+バネで吊るした解析を行ってきた。しかし実験では縦方向の変位だけでなく、横方向にも揺れてしまった。
これを踏まえ断面、縦70mm、横22mmの縦長にし、低いところからバネのみを使用した実験を行った。結果横方向の揺れは少なくなった。
今回の実験の結果からばね定数等を求め解析を行い、実験と解析の自然長からの変位は次のようになった。

実験値解析値
3本静的32mm32.48mm
破断時68mm65.15mm
2本静的47mm48.72mm

動的変位と2本の静的変位の比から求めるDAFは次のようになった。

実験値解析値
DAF1.4471.337

今回のバネの本数が破断により3本から2本になったため、DAFの理論値は1.333である。
DAFを衝撃係数問題から求めると理論値は2になり、実際に解析でも2となった。

6月11日

5月31日に実験をIHIや他大学の教授に見せ意見をいただいた。
初めの実験モデルでは複数のパラメータにより、調べたい対称が何に起因しているのかわからないのでは、という意見だった。
そこで簡単なモデルから徐々に進めていくことにした。
初めは3本のケーブルで鋼材を吊るしたモデルで、真ん中のケーブルを切ったときの挙動を見ることにした。
千代岡さんに"あたかもあったかも"を教えていただき、salomeで解析を初めた。実験はまだしていない。
3本のケーブルで真ん中の1本を破断させたときの時間と変位のグラフは次のようになった
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/6_11_3hon_DEPL.png
この結果に加え、ケーブルが2本のときの静的変位を調べることでDAFを求めると、DAF=1.317となった。
(DAFの導き方は千代岡さんの卒論を参考にした。)
次にケーブルの剛性を変化させることでDAFの違いを求めようと思ったが、ケーブルの剛性を変化させても変位量は変化するが変位の割合は変化しないと考えられる。
そこでケーブルの本数を増やし、ケーブルの破断する数を変化させたときのDAFを調べることにした。
ケーブルの本数を9本にして真ん中の1本を破断させたときの時間と変位のグラフは次のようになった。
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/6_11_9hon_1honhadan_DEPL.png
DAFは1.177となった。
今後は3本破断、5本破断、7本破断の解析を進めていく。

5月29日

衝撃を与える時間を変えてみた

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/5_30depl_inst1.png 1s https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/5_30depl_inst01.png 0.1s https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/5_30depl_inst001.png 0.01s https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/5_30depl_inst0001.png 0.001s

マルチファイバーに衝撃を与えた時の先端変位

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/5_29depl_pas1.png psa1 https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/5_29depl.png pas0.1 https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/5_29depl_pas001.png pas0.01 https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/5_29depl_pas001.png pas0.001

シェル要素の片持ちばり

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=16-20.pdf

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=16-00.pdf このページを参考にして解析した

AFFE_CARA_ELEMのわからない用語を調べる必要あり

EXCENTREMENT_FO: 法線方向で、格子と平均曲面の間の距離を与える関数。法線方向に、グリッドと平均サーフェスに入る距離を定義する (モデリング DKT, DST, GRILLE_EXCENTRE).

AFFE_CARE_ELMEの説明8〜

ビーム要素の片持ちばり

点を固定できるのか: lineをグループ化で固定、載荷の点を作ったがAFFE_CHAR_MECAで点が出てこないため固定できない

GROUP_MAを選択していたため点が出てこなかった、GROUP_NOを選択したら点を選べるようになり固定できた

固定面をどうやってつくるのか: 長方形フェースを固定したい面に付ける方法を考えたがうまくできなかった

Midas

https://in.midasit.co.jp/wp-content/uploads/2020/07/constrcution-83-civil-book.pdf
https://in.midasit.co.jp/wp-content/uploads/2020/07/constrcution-84-civil-book.pdf

参考資料

code-asterの説明

code-aster質問ページ

構造要素の概要

減衰について

12月8日 

サンドイッチ梁

メッシュの長さ要素数変位相対誤差計算者
0.71551920.0837890524615.365安藤
0.81388080.0838038649115.350安藤
0.9825870.08370707398115.45兼田
1.1386710.08420120760214.95兼田
1.2319290.08368815.466柴田
1.3286210.08366915.4857柴田
1.4288540.0836815.47佐藤
1.5200150.08405215.10佐藤
1.6194480.083540293815.62皆川
1.7138010.083435509815.72皆川
1.8125280.08373315.42永山
1.9117690.08392415.23永山
2106990.08407687655915.074
335790.0841456175315.004
416280.08279416.37服部
510160.08303318.89服部
68390.08288216.26梶原
75540.08087118.28梶原
82850.07999519.20工藤
92610.07898020.22工藤
102320.08191117.26佐々木
112080.07567623.56佐々木

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/128kadai1.png

11月29日

異方性一次 [#p29b4460]

異方性一次
メッシュ長さ要素数変位相対誤差計算者
0.71445630.5052522.76安藤
0.81415170.5046922.64安藤
0.9916480.5025952.216兼田
1.1271600.4899140.363兼田
1.2246750.4870880.791柴田
1.3234460.48680100.995柴田
1.4177380.4859991.16佐藤
1.5154380.4851801.33佐藤
1.6159000.4832861.71皆川
1.7121420.4779522.80皆川
1.8116040.4820851.9554永山
1.9103910.4708874.2329永山
2102910.4809102.19
323280.43193712.15
415000.43015612.52服部
54320.28296842.45服部
63560.344155630.00梶原
71960.21393456.49梶原
81040.22987453.25工藤
9810.23230852.75工藤
10780.20327158.65佐々木
11630.22231654.78佐々木

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/1129kadaiihousei2.png

等方性二次 [#vb0def3f]

等方性二次
メッシュ長さ要素数変位相対誤差計算者
0.71445630.4301243.22安藤
0.81415170.4301323.22安藤
0.9916480.4300203.197兼田
1.1271600.4298283.151兼田
1.2246750.4298363.15柴田
1.3234460.429743.13柴田
1.4177380.4297971.3佐藤
1.5154380.4299583.14佐藤
1.6159000.4297553.18皆川
1.7121420.4296763.11皆川
1.8116040.4298293.1507永山
1.9103910.4296843.1159永山
2102910.4296203.10
323280.4291692.99
415000.4292543.01服部
54320.4281702.75服部
63560.4284522.82梶原
71960.425912.21梶原
81040.4260742.25工藤
9810.4255522.12工藤
10780.48838217.20佐々木
11630.4239729.0534佐々木

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/1129kadaitohosei2.png

11月24日

メッシュ長さ要素数変位相対誤差計算者
0.714552340.4224840.01388安藤
0.81429730.4225700.01409安藤
0.9916480.4204370.897兼田
1.1271600.4056182.659兼田
1.2246750.4043492.96柴田
1.3234460.4041853.00柴田
1.4177380.3986044.34佐藤
1.5154380.3965934.83佐藤
1.6161220.3982124.44皆川
1.7120260.3934115.59皆川
1.8116040.3936685.53永山
1.9103910.3906956.24永山
2109210.3951035.18
323280.32476222.06
415000.15501362.80服部
54320.06527884.33服部
63570.21306248.87梶原
71960.101975.55梶原
81040.115862472.20工藤
9810.125511869.88工藤
10780.0773381.44佐々木
11630.199952.03佐々木

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/kadai1124.png

11月17日

メッシュ長さ要素数変位相対誤差計算者
0.71984646.542811.91安藤
0.81138126.51042.39安藤
0.9402806.36315254.60兼田
1.1300556.33635255.00兼田
1.2264676.30433755.48柴田
1.3251806.3043555.48柴田
1.4322126.316125.31佐藤
1.5177536.12098.23佐藤
1.6142966.20446256.98皆川
1.7135966.21566256.81皆川
1.828665.73775513.98永山
1.960015.726362514.15永山
256175.645852515.355
323095.472875517.948
46173.61605750.458服部
54943.85803750.422服部
65812.5068262.416梶原
71331.4122578.827梶原
8781.288717580.68工藤
9721.287992580.69工藤
10601.1434482.85佐々木
11651.2312481.154佐々木

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/1117kagai1124.png

11月10日 

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shibata23/bbb23.png

10月27日 

コマンドを学んだ。

pwd:今いる場所

ls:今いる場所のフォルダ名ファイル名等を見る

mkdir:フォルダの作成

cd:ファイル間の移動(ディレクトリーの移動)

gedeit ファイル名 .tex & :テキストファイルを開く

vi:ファイルを開く

Esc : q:開いたファイルを閉じる

cp 元のファイル名 新しいファイル名:元のファイルをコピー

cat:ファイルの中を確認

rm:ファイルの削除、cd .. :1個前に戻る

rmdir:フォルダを削除


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Last-modified: 2024-07-18 (木) 15:59:48