沼野の卒論日誌

9mm鋼板のサンドイッチ梁(接着剤要素有)†

今度は，鋼材と木材の間に接着剤の層を入れてみる．

接着剤が理想的に働いている状態のヤング率を木材と同じ7.5GPa(100%)として，そこから木材の90%，80%，70%....というように接着剤のヤング率を10%まで落として，中央変位や軸応力がどう変化するのか見てみる．

使用したモデルはメッシュ80~1000，要素数17821，二次要素

接着剤と木材のヤング率が同じ場合の変位の理論値：36.99151mm 　

中央変位

接着剤ヤング率(MPa)	750	1500	2250	3000	3750	4500	5250	6000	6750	7500
中央変位(mm)	37.2902	37.2673	37.2476	37.2267	37.2148	37.1938	37.1755	37.1594	37.1414	37.1256

軸方向応力(N/mm^2)

接着剤ヤング率(MPa)	鋼板部中央上縁	中央下縁	木材部中央上縁	中央下縁
750	-0.43866	0.98761	-8.01265	7.29462
1500	-1.14689	1.80518	-8.00443	7.29748
2250	-1.87946	2.59028	-7.99973	7.29808
3000	-2.71886	3.46471	-7.99536	7.29749
3750	-3.21468	3.97484	-7.99297	7.29675
4500	-4.10897	4.88807	-7.98882	7.29493
5250	-5.00007	5.62257	-8.00548	7.29588
6000	-5.60152	6.40071	-7.98211	7.29097
6750	-6.49989	7.12947	-7.99781	7.29167
7500	-7.09416	7.90557	-7.97551	7.28629

解析を進めていく中で，要素数が大きくしたり接着剤のヤング率をいじったりしていたら以下のようなエラーが出ることがある．

こうなった場合，Analysis→MECA_STATIQUE→SOLVEURでRESI_RELAの部分の値をいじってやるか，エラーが出ない範囲で解析し直すかすればいいと思う．

↑

9mm鋼板のサンドイッチ梁†

・木材寸法 100×420×10000，90×420×10000

・鋼板寸法 9×410×10000

載荷荷重38000N　　スパン長9700mmの単純支持

理論値：37.15539mm

2次要素

メッシュサイズ	要素数	変位[mm]	相対誤差[%]
10~100(細)	411032	37.28901	0.358
10~100	253894	37.28677	0.352
10~100(粗)	160198	37.28509	0.348
30~1000	47802	37.2844	0.346
60~1000	15773	37.2778	0.328
100~100	8800	37.2592	0.279
100~1000	6780	37.2735	0.317
400~1000	615	37.1684	0.035
700~1000	494	37.0797	0.204

２次要素と理論値の比較

1次要素

メッシュサイズ	要素数	変位[mm]	相対誤差[%]
10~100(細)	411032	36.68981	1.269
10~1000	253894	35.96008	3.324
10~100	253396	35.96224	3.318
10~100(粗)	160198	35.82229	3.721
30~1000	47802	34.89152	6.488
60~1000	15773	31.84722	16.668
100~100	8800	32.42385	14.593
100~1000	6780	31.84722	16.668
400~1000	615	6.46085	475.09

１次要素と理論値の比較

↑

春課題†

↑

片持ち梁　10✕10✕150mm 1次要素†

             水平一次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	178868	369.298	0.66
0.8	171787	369.457	0.70
0.9	163647	369.728	0.78
1	113203	371.174	1.16
2	22384	378.263	3.02
3	5769	394.15	6.93
4	5179	398.64	7.97

             水平二次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	178868	2267.95	1.38
0.8	171787	2268.99	1.33
0.9	163647	2270.64	1.26
1	113203	2278.95	0.89
2	22384	2322.4	1.00
3	5769	2424.53	5.17
4	5179	2446.27	6.01

             水平三次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	178868	6160.18	4.52
0.8	171787	6163.14	4.47
0.9	163647	6167.39	4.40
1	113203	6189.7	4.02
2	22384	6305.48	2.11
3	5769	6591.38	2.32
4	5179	6653.42	3.23

　　　　　　　鉛直一次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	178868	369.405	0.69
0.8	171787	369.577	0.74
0.9	163647	369.838	0.81
1	113203	371.37	1.22
2	22384	378.567	3.09
3	5769	395.235	7.18
4	5179	401.376	8.60

　　　　　　　鉛直二次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	178868	2268.57	1.35
0.8	171787	2269.71	1.30
0.9	163647	2271.38	1.22
1	113203	2279.99	0.84
2	22384	2323.33	1.04
3	5769	2430.63	5.41
4	5117	2454.02	6.31

　　　　　　　鉛直三次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	178868	6162.24	4.48
0.8	171787	6165.22	4.43
0.9	163647	6169.59	4.36
1	113203	6193.15	3.96
2	22384	6309	2.05
3	5769	6598.86	2.43
4	5179	6665.25	3.40

　　　　　　　ねじれ一次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	178868	4937.64	7.34
0.8	171787	4942.1	7.44
0.9	163647	4948.91	7.57
1	113203	4989.2	8.32
2	22384	5200.26	12.04
3	5769	5667.65	19.29
4	5179	5767.76	20.69

　　　　　　　ねじれ二次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	178868	11592.3	1.21
0.8	171787	11597.7	1.26
0.9	163647	11606.4	1.33
1	113203	11646.8	1.68
2	22384	11868.5	3.51
3	5769	12372.8	7.45
4	5179	12493.1	8.34

↑

10✕10✕300mm 1次要素†

　　　　　　　水平一次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	347440	92.4662	0.81
0.8	358797	92.4691	0.82
0.9	357329	92.487	0.84
1	175810	93.3245	1.73
2	40650	94.6651	3.12
3	11556	99.1516	7.50
4	8408	101.565	9.70

　　　　　　　水平二次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	347440	576.494	0.29
0.8	358797	576.501	0.30
0.9	357329	576.615	0.32
1	175810	581.829	1.21
2	40650	589.922	2.56
3	11556	617.765	6.96
4	8408	631.149	8.93

　　　　　　　水平三次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	347440	1601.09	0.53
0.8	358797	1601.13	0.53
0.9	357329	1601.44	0.51
1	175810	1616.32	0.42
2	40650	1638.25	1.75
3	11556	1715.14	6.15
4	8408	1755.49	8.31

　　　　　　　鉛直一次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	347440	92.4715	0.82
0.8	358797	92.477	0.83
0.9	357329	92.4975	0.85
1	175810	93.3877	1.79
2	40650	94.9325	3.39
3	11556	99.6802	7.99
4	8408	102.071	10.15

　　　　　　　鉛直二次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	347440	576.526	0.30
0.8	358797	576.55	0.30
0.9	357329	576.681	0.33
1	175810	582.153	1.26
2	40650	591.321	2.79
3	11556	620.815	7.41
4	8408	635.485	9.55

　　　　　　　鉛直三次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	347440	1601.22	0.52
0.8	358797	1601.25	0.52
0.9	357329	1601.6	0.50
1	175810	1616.94	0.45
2	40650	1642.46	2.00
3	11556	1722.55	6.56
4	8408	1771.58	9.14

　　　　　　　ねじれ一次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	347440	2469.35	7.38
0.8	358797	2469.26	7.34
0.9	357329	2470.54	7.42
1	175810	2519.11	9.21
2	40650	2604.92	12.20
3	11556	2851.96	19.81
4	8408	2969.83	22.99

　　　　　　　ねじれ二次

メッシュ長さ	要素数	実効値	相対誤差
0.7	347440	4263.02	34.31
0.8	358797	4263.03	34.31
0.9	357329	4263.02	34.31
1	175810	4263.09	34.31
2	40650	4263.73	34.29
3	11556	4264.16	34.28
4	8408	4264.83	34.25