ケーブル腐食を考慮した斜張橋のケーブル破断挙動に関する解析

簡易モデルの作成

ケーブル部を梁要素、桁をシェル要素でつくる

model-300作成

主径間長300mの斜張橋モデルを作成していく。簡易モデルと同様にケーブルを梁要素、桁をシェル要素でつくる。
・5月27日 橋桁、タワー完成
スイープと再番号付けまでは完了した。今後、ケーブルを作成しモデルを完成させる。
・5月30,31日 モデルの完成
来週のゼミまでには形状・材料特性を設定し、梁ピン結合を行う。
http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/umemiya/model300_1'.png
・6月3日 梁ピン結合
ケーブルをタワーと桁にピン結合した。来週はこの続きとバネ結合、境界条件の設定をする。
また、次回ゼミまでには最低一回は解析を行いたい。
・6月7日 梁ピン結合完了
・6月9日 境界条件、バネ結合の設定完了
チェックはできたが、回らないので試行錯誤中
・6月10日 検討1
境界条件や材料特性に問題はなさそう。
角田さんが桁のみで解析を行ったときは解析ができたが、変位図を見てみると一体化されてないかもとのこと。
サーフェス設定時の向きも考えながら、桁のみで一度モデルを作ってみる。
・6月13日 検討2
桁からモデルを作り直した。桁の一端を固定端に、もう一端を自由にして載荷。model 300と同様の荷重をかけた結果、一体化の問題はなさそう。
Marcにおけるシェル要素の一体化の問題は、サーフェス設定時のポイントの選択の順を統一することで解決できた。
・6月14日 検討3
桁のモデルにタワーも作成して解析したがエラー。
エラーメッセージはmodel 300の解析時と同じ(終了番号2004)だった。 ・6月15日
タワーを梁要素として設定、解析を行った。
しかし、同様のエラー(終了番号2004)。
・6月22日
タワーだけのモデルにして点荷重を与えて解析してみた。
結果は今までと同じエラー(終了番号2004)。
・6月27日
タワー(梁要素)と桁(シェル要素)のモデルの解析に成功した。
また、同時進行で作成していたタワーのみ(シェル要素)のモデルも解析に成功した。
シェルで行けそうか確認して引き続きモデル作成していく。
・6月28日
新しいmodel300(タワー、桁→シェル要素)が完成した。以下model300_1
・7月1日
model300(タワー→梁要素、桁→シェル要素)の作成。以下model300_2
model300_2の作成と同時進行でmodel300_1の断面照査を行い、model300_2が完成次第、2つのモデルを比較していく。

創造工房

日時作業時間作業内容
10/1590分顔合わせ
10/2130分タッチタイプ
10/2290分コマンド練習、タッチタイプ
10/2990分gnuplot練習
11/590分salome片持梁の解析
11/980分片持梁の課題
11/1290分salome単純梁の解析
11/1760分単純梁の課題
11/1990分salome単純梁(異方)の解析
11/2560分単純梁(異方)の課題

10/29~ 作成のグラフ画像 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/umemiya/ryoumenkaidan2.png

11/5
片持梁の解析結果
片持梁の先端変位(集中荷重)の理論値 Pl^3/3EI

メッシュ長さ要素数先端変位相対誤差計算者
0.53339326.564-1.54新谷
0.72189766.541-1.89安部
0.9717186.431-3.54梅宮
1.2336356.304-5.45七五三
1.476996.316-5.26柴田
1.544446.121-8.19小池
1.822935.737-14.0岩崎
222965.738-13.9畠山
334875.474-17.9新谷
412553.616-45.8安部
55164.824-27.6岩崎
65204.818-27.7小池
73391.412-78.8七五三
81834.041-39.4柴田
91914.002-40.0畠山
105963.463-48.1梅宮

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/umemiya/katamoti0.png

11/12
単純梁の解析結果
単純梁の変位の理論値 Pl^3/48EI

メッシュ長さ要素数変位相対誤差計算者
0.56621170.4292.89新谷
0.71453520.4241.7安部
0.91059520.42351.68梅宮
1894940.4200.719
1.2326470.405-2.83七五三
1.4367470.406-2.53柴田
1.5156750.396-5.04小池
1.8114930.394-5.5岩崎
2104950.395-5.09畠山
323560.321-23.0新谷
414700.330-20.9安部
54290.143-65.7岩崎
63550.125-70.0小池
74150.0997-76.1七五三
81090.124-70.3柴田
9910.135-67.7畠山
102370.0776-81.4梅宮

今回、荷重の逆向きをy軸正としたので変位は負となり、グラフは下図のようになった
http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/umemiya/tanjyun.png

11/19
単純梁(異方)の解析結果
ティモシェンコ梁理論による変位の理論値 (PL^3/48EI)+(PL/4kGA)

・1次

メッシュ長さ要素数変位相対誤差計算者
0.59393450.55212.2新谷
0.71691120.5409.76安部
0.91059520.5379.15梅宮
1.2326470.5185.29七五三
1.4177370.5144.47柴田
1.5156750.5113.86小池
1.8117100.5073.05岩崎
2104950.5062.79畠山
338850.451-8.33新谷
423110.447-9.14安部
54310.290-41.1岩崎
63470.341-30.7小池
74150.220-55.3七五三
81090.243-50.6柴田
9910.251-48.9畠山
102370.211-57.1梅宮

・2次

メッシュ長さ要素数変位相対誤差計算者
0.59393450.56314.4新谷
0.71691120.56715.2安部
0.91059520.56514.8梅宮
1.2326470.55512.8七五三
1.4177370.55412.6柴田
1.5156750.55212.2小池
1.8117100.55112.0岩崎
2104950.54911.6畠山
338850.5409.76新谷
423110.5358.74安部
54310.5256.71岩崎
63470.5277.11小池
74150.5083.25七五三
81090.5083.25柴田
9910.5083.25畠山
102370.5073.05梅宮

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/umemiya/tanjyun_ihou0.png

11/26

メッシュ長さ要素数変位相対誤差計算者
0.56523540.089-10.2新谷
0.71927920.09193-7.3安部
0.91045480.0919-7.26梅宮
1.2450450.09192-7.27七五三
1.4242370.0919-7.27柴田
1.5199980.0919-7.29小池
1.8126240.092-7.07岩崎
2.0107160.0919-7.29畠山
3.060000.092-7.07新谷
4.029930.09087-8.3安部
5.010100.090-9.09岩崎
6.08360.0886-10.62小池
7.011670.0865-12.741七五三
8.02840.0847-14.53柴田
9.02610.0832-16.1畠山
106070.0874-11.8梅宮

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/umemiya/2zai0.png
2次で解析を行ったので、要素数が大きくなればなるほど理論値に収束する予想だったが、 グラフが予想に反した形となった。
また、単純梁や張出梁と比較すると変位がかなり小さくなった。


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Last-modified: 2022-07-01 (金) 14:38:07