\( v=\frac{P\ell^{3}}{48EI} \)

卒業研究「木材を用いたハイブリッド梁の数値的基礎解析」

2✕6ハイブリッド材の弾塑性解析(elastoplastic analysis)[後に節を考慮]

載荷試験

試験結果

破壊後写真

試験体名アラミド枚数破壊モード算定ウレタン量[g]高さ[mm]幅[mm]
A2400115.28137.97
B2せん断800116.08137.7
C1せん断+年輪剥離330114.23137.5
D0曲げ+接着面剥離100113.12136.9
E2450115.75138.97
F2曲げ?470114.22138.1
G1曲げ400115.47138.58
H0曲げ160114.67138.65
I2400116.17139.02
J2せん断?500116.18139.17
K1曲げ250114.7138.18
L0せん断?+接着面剥離60112.55138.62

アラミド引張試験

メモ

弾塑性エラー

salome 弾塑性(引張)

直交異方性弾塑性解析 2022/9/30〜

2022/11/25
「F1_A,C_A,F1_M」とかに0を入力して計算は回ったのでF_MXX_XXとかC_MXY_XYの値を変えて解析結果に違いが出るか確認したところほぼ変化なかった
→F1_A,C_A,F1_Mとかの値を変えて計算してた時は解析結果に違いがあったのでそこに設定するべき値を調査する
 &コンター図に違和感があったので弾塑性解析ができているか確認

*META_LEMA_ANIのLEMAがおそらくLemaitreモデルのことではないかと思われる→そこらへんを調べてF1_A,C_A,F1_Mとかに入れるべき値を見つけられないか
2022/11/16
META_LEMA_ANIのパラメータ設定の下部にマトリクスの値を設定するであろう場所を発見し、今まで設定していた「F1_A,C_A,F1_M」とかがまた違う値を設定するところであったと思われる。
*ここのパラメータを設定する際のFとCの違いはcold-faceとhot-faceの違いであった。「cold=froid[フランス語],hot=chaud[フランス語]」 今のところFとCには同じ値を設定する

とりあえず今まで設定していたパラメータに0を入力してF_MXX_XXとかC_MXY_XYとかに適当に値を入れて計算が回るか確認する
2022/10/4〜
簡単な直方体モデルを作成し、salomで異方性パラメータを入れるMETA_LEMA_ANI(Define a materialの中)にcode-asterのマニュアルにのってる等方性にする設定で解析したものと今までの方法で等方性解析したものを比べてみた
解析がまわったので結果を比べてみたところ全く同じ結果で設定が反映されてるのか分からなかったため異方性パラメータの値をを少し変えて再計算した(*詳しく結果を確認したら微妙な違いが確認できた)
下のようなエラーが出たのでアドバイスどおりにAnalysis設定上のRESI_GLOB_RELAの値を0.0001だったものを0.001にしたところ計算がまわった
等方性の時とは解析結果に違いが出たので異方性パラメータの設定は反映されてることがわかった
異方性パラメータに設定する値を木材のものに近づけるように調査中...

新橋の考案

・都会の町並みに合う歩道橋(斜張橋)

3Dプリンター

時間(Cura概算)PLA消費量(Cura概算)
足1本8h8min40g・13.26m
足4本32h32min160g・53.04m
基礎上部19h25min96g・32.20m

主塔モデル2

・トラス構造で高さを出す構造として鉄塔に注目
・主塔モデル1から基礎部の安定感を出すために錐形に→エッフェル塔を参考にデザイン

主塔モデル1

モデル1で採用したA型のまま木材もしくはハイブリッド建材でトラス構造のようなデザインに

モデル1

・橋長や幅員、塔の高さ位置などは奥和歌大橋を参考にモデリング

ハイブリッド部材の解析

考案中の新橋モデルに取り入れるハイブリッド部材の強度解析

2×4と2×6の曲げ解析結果(東北支部2022)

鋼材直径とたわみ量、鋼材直径と載荷断面上縁と下縁の直応力のグラフ

2✕6材の解析結果

たわみ[mm]応力(上面)[N/mm^2]応力(下面)[N/mm^2]縮み[mm]座屈荷重(弱軸)[kN]座屈荷重(強軸)[kN]
12mm-2本141.957-82.53881.1881.56273.28898.511
12mm-4本120.608-76.79375.7091.11886.44699.813
18mm-2本128.670-83.76782.2841.24980.953147.965
18mm-4本97.472-73.62672.1770.762107.196230.765

ねじれ座屈解析

  1. 行った解析は比較のために鋼材を入れたモデルの他に木材のみと、鋼材が入る部分が穴あきのモデルの3種類 結果としては、木材のみ21.931kN,穴あき21.931kN,鋼材入り25.261kN
  2. 穴の開け方は線形座屈のときと同様で結果はグラフのようになった。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/sideanaaki.png

座屈解析

・6/7~は座屈解析ができるようになったので、これを利用した応用的な解析をしていく。まず正方形断面でも解析できることが確認できたので予てから行っているモデルで座屈解析を行っていこうと思う。
・木材90mm×90mm×1200mmのモデルで断面の中心に16mm×16mmの鋼材が入ってるモデルの解析を行った結果、2000kN以上の座屈荷重が出てきた。これの示すことは鋼材まで座屈する時の荷重であると考えられる。鋼材が入った際に木材のみが座屈する状態を作る設定を考える必要がある。
・確認のため鋼棒のみ、木材のみ、穴の空いた木材のモデルで座屈解析して、解析値と理論値の座屈荷重を比べてみた。
・90×90×1200の鋼材を座屈解析したところ2000kN以上の座屈荷重が出たので鋼材が入ったモデルの設定を見直してみたら材料設定のミスが見つかった。設定を直して解析を行ったところ72.1194kN(6.94%)の座屈荷重が得られた。
解析値[kN]理論値[kN]相対誤差
90×90×1200の木材69.3365.585.72%
16×16×1200の鋼材2.7441.92842.32%
断面90×90の中心に16×16の穴68.9965.515.31%
90×90×1200の鋼材2012.41929.8654.28%
・6/14~ モデルをより実際に近づけるために、木材に異方性を設定して座屈解析を行う。解析を行ったのは断面90×90mmの木材一材料のモデルと、その中に16×16mmの鋼材が入ったモデルである。
・解析を行った結果求められた座屈荷重は、木材のみの方が65.922kN(0.52%)、鋼材の入った方が68.895kN(2.16%)であった。
・
・6/28~ 要素を変えて座屈解析してみる。
 1.梁要素を使って座屈解析する。←青木さんから他のソフトで解析をした結果理論値に近くなったとのことだったのでsalomeでも確かめてみる
   モデル90×90×1200の木材(ヤング率7GPa,ポアソン比0.4)で行った結果、座屈荷重は65.579kN()と求められた
 2.ソリッド要素を使って、鋼材の位置を中心からずらした場合の座屈解析を行う
・7/5~ ねじれ座屈解析
メモ:Trahairの座屈公式
STAT_NON_LINEで表現できないか
・7/26~ 柱部材に穴が空いている時の座屈解析
モデル:90×90×1200mmの木材(E=7000,ν=0.4)
1.穴の形状を変化させたときの座屈荷重の変位を確かめる
2.穴の位置を変化させたときの座屈荷重の変位を確かめる
  1. http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/png/anaaki_W.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/png/anaaki_S.png
  2. http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/png/anaaki2_W.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/png/anaaki2_S.png

初めての座屈解析の解析結果

  1. http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/zakutu.png_Files/zakutu0.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/zakutu.png_Files/zakutu1.png
  2. http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/zakutu.png_Files/zakutu2.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/zakutu.png_Files/zakutu3.png
  3. http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/zakutu.png_Files/zakutu4.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/zakutu.png_Files/zakutu5.png
  4. http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/zakutu.png_Files/zakutu6.png

5/10~

  1. 真ん中に断面16mm×16mmの正方形の穴が空いた木材
  1. 穴に16mm×16mmの鋼材が入った
  1. 真ん中に半径8mmの鋼棒が入った

半径8mmの鋼棒解析

4種類解析してみて

4/26~

4/19~4/25

作業日誌

日付時間作業時間内容立会
10/1614:30~16:001h顔合わせ後藤さん、その他18
10/2314:30~16:001.5hUNIXコマンドンの使い方後藤さん
10/3014:30~16:001.5hvi、gnuplotの使い方後藤さん
11/414:00~16:002hgnuplotの宿題
11/614:30~16:302hSalome-Meca導入後藤さん、及川さん
11/1114:30~16:001.5hSalomeの宿題
11/1814:30~16:001.5hsalomeの宿題
11/2014:30~16:001.5h木材 直交異方性後藤さん
11/2513:00~17:004hsalomeの宿題
12/414:30~17:002.5h2材料後藤さん
12/914:30~16:001.5hsalome宿題
12/1114:30~16:001.5hTex
12/1813:00~16:303.5hTex画像の貼り方
1/2013:00~16:003h最終課題
1/2713:00~16:003h最終課題
1/2913:00~19:006h最終課題
2/514:30~16:001.5h最終課題後藤さん
2/1013:00~16:003hパワポ作成
2/1213:00~16:003h最終課題発表後藤さん
2/169:00~17:008h卒論発表見学
2/2412:00~17:005h春休み課題
3/313:00~16:003h春休み課題
3/413:00~16:003h春休み課題
3/513:00~16:003h春休み課題
3/813:00~16:003h春休み課題
3/913:00~16:003hゼミ(進捗報告)後藤さん
3/2513:00~16:003h春休み課題
3/2913:00~16:003hゼミ(進捗報告)後藤さん
4/516:00~17:001h顔合わせ(zoom)後藤さん、青木さん、石黒さん
4/1214:30~16:302h卒論修論テーマ発表
4/1410:30~16:005.5h英語ゼミ、春休み課題後藤さん、青木さん

11/13 Salomeの宿題

メッシュ長さ要素数先端変位相対誤差計算者
0.53941216.57938-1.7%君島
0.71309166.4781-2.9%君島
0.8721016.43695-3.5%髙橋
0.9717186.43136-3.6%髙橋
1722786.44302-3.4髙橋
1.2655756.408255-3.9%田村
1.4410966.316155-5.2%田村
1.5234176.120905-8.2%根本
1.8117585.7368975-13.9%根本
2118175.7382525-13.9%藤原
428624.9428-25.9%藤原
88974.0411725-39.4%森島
105963.4634575-48.1%森島

11/20 Salomeの宿題(単純梁)

ヤング率:7500N/mm^2 ポアソン比0.4 断面積 10mm×10mm

メッシュ長さ要素数変位相対誤差計算者
0.53941210.341182.35%君島
0.72157800.337971.39%君島
0.81594680.335630.69%髙橋
0.9900710.33203-0.39%髙橋
1.0613150.32997-1.2%田村
1.2581110.329956-1.2%田村
1.4474090.328156-1.5%田村
1.5420680.325074-2.4%根本
1.8246270.317161-4.8%根本
2122280.3005115-6.9%藤原
450770.284054-13.9%藤原
817950.231200-30.6%森島
107520.1612725-51.6%森島

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/tanjun.png

11/20課題「異方単純梁」

スパン長100mm、

メッシュ長さ要素数変位相対誤差計算者
0.53910310.4400211.9%君島
0.72157800.43582310.8%君島
0.81594680.4330110.1%髙橋
0.9900710.427668.72%髙橋
1.0613150.423887.77%田村
1.2581110.423017.54%田村
1.4474090.420316.86%田村
1.5420680.418476.39%根本
1.8246270.410464.36%根本
2122280.39631-0.84%藤原
450770.37870-3.6%藤原
817950.34230-12.7%森島
107520.29871-24%森島

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/iho-tanjun100.png

スパン長50mm、

メッシュ長さ要素数変位相対誤差計算者
0.52157810.125304874.8%君島
0.71091750.117253563.6%君島
0.8759020.1152760.8%高橋
0.9719110.1141659.3%高橋
1477570.11360258.5%
1.2269450.10893551.99%田村
1.4229980.10729849.71%田村
1.5176890.1037502544.77%根本
1.8146680.102133442.51%根本
2139860.069684-2.8%藤原
430090.048789575-32.0%藤原
89670.07644297.2%森島
105580.07683856.7%森島

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/iho-tanjun50.png

12月4日課題「2材料」

メッシュ長さ要素数変位相対誤差計算者
0.82266470.0805356.9%高橋
0.91275060.0767849.7%高橋
1.0924470.052762.79%
1.2883860.052642.55%田村
1.4780860.052612.49%田村
1.5700320.07254941.3%根本
1.8348580.06837533.2%根本
2203130.06328023.3%藤原
3182290.0489236-4.68%君島
480670.050046-2.51%藤原
548460.036772667-28.3%君島
838140.0270877-47.2%森島
1017160.0217906-57.5%森島

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/2zairyou1.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/2zairyou2.png

創造工房課題

10mm×10mm木材断面の縦軸中心に1mm×10mmの鋼材が入った、スパン長100mmの単純梁

メッシュ長さ要素数変位相対誤差
0.54053580.1442157.8%
0.73031450.11440057.5%
0.82064980.1433156.8%
0.91201890.1417655.1%
1.0824430.1411454.4%
1.2809520.1411054.4%
1.4717160.1410954.4%
1.5688720.1409254.2%
1.8313640.1352247.9%
2216640.1326145.1%
458210.095564.6%
834860.06404-30.0%
1018420.01005-89.0%

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kadai_TR.png


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Last-modified: 2022-11-25 (金) 16:56:04