修論

テーマ:ケーブル腐食を考慮した斜張橋の地震荷重に関する数値解析的検討

地震解析

解析モデル設定→固有値解析→減衰特性の設定→地震動(加速度?)を与える→地震動に対する応答解析
上記の流れをsalomeで行う
※これを過渡応答解析(transitory analysis)というらしい。

梁要素

例題

○土木振動工学 例題
「森北出版 土木振動学」の例題より

ばね定数k=1000t/mの柱で支持される
重量W=10tの一層ラーメンが地動加速度 
α=3000ωt mm/s^2(ω=20 rad/s) を受けるときの
ラーメンの相対変位が5.15(mm)である.

〇Marcでモデルを作成。
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/ra.menmodel.png
↑解析モデル

モデル諸元 ・質点部分
(x,y,z)=(1000,10,10)
ヤング率200GPa、密度1e-5(t/mm^3)
・橋脚部分
(x,y,z)=(20,300,20)
ヤング率はE=kl^3/24I より
8.4375e+2GPa

〇解析結果
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/reidsi.gif

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/reidaikyakuheni.png
↑橋脚部分の変位
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/reidaihaziko.png
↑ラーメン左端の絶対変位
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/reidaisoutaiheni.png
↑相対変位

相対変位の最大値は5.077
例題の値との相対誤差は-1%

→Marcでは解法が妥当であると言える

梁要素の簡易モデルの地震解析

MONO_APUIとMULT_APUIではやり方が少し違う
○現段階でわかっていること
1.MODE_STACを使用する
2.地震荷重(CALC_CHAR_SEIS)を支点の数だけ作る
3.DYNA_BIBRAのLoadのところに支点の数だけ荷重を適用する

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/multisuporthikaku.png

1自由度系の理論値とsalomeの計算は一致しなかった。~
自分に耐震工学の知識がないため理論値があっているのかわからない。~
文献、論文などを読みつつマークとを比較していく。~

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/marc.png

マークで解析した.(x,y,z=10,10,1000)固定端に変位を与えるやり方。~
このやり方が解析方法として正しいか検討する必要有~

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/salomemarchikaku.png

salomeの結果とmarcの結果が大幅に違う.(x,y,z=10,10,1000)~
片持ち梁で一致させる.~

○課題
1.CAD、マークと一致させる
→秋山 max:0.6 min-0.6 CAD max:0.4 min:0.35
→固有振動数は一致している。
→マークもあいていれば使用していきたい。。。
2.応力、モーメントの出力
→現段階では変位、速度、加速度しか出力できていない
→code_asterのマニュアルでは応力は出力できそう。モーメント、、、、

梁要素の片持ちばりの地震解析

シェル要素では板厚を考慮できない。(考慮した地震解析の方法は不明)
→同条件で梁要素で地震解析(梁要素もAFEE_〜で半径を設定する)

また、青木先生にCADで解析してもらったものを青色のグラフに示す。

・半径5mm
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/tottori5mmhikaku10s.png

・半径50mm
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/tottori50mmhikaku10s.png

CADは東西、南北、上下の三方向合成の加速度を使用。
salomeは最大加速度(東西)を使用。
そのため完璧には一致しないがグラフは一致していると言える。

→梁要素であれば断面の特性を反映可能

→梁要素で地震解析を進めていく

→梁要素の線形解析へ^

断面定数の算出(薄肉断面梁)

・salome2019を用いて断面定数を算出する。
○ジオメトリー
・平面を用いて断面を作る
・外側の四辺、内側の四辺、外側の四辺上の角の点、内側の四辺上の角の点、この4つのグループを作る。
○メッシュ
・メッシュを作成
・ジオメトリグループの作成
・メッシュをmedファイルでエクスポート
○aster_study
・メッシュ適用 ・Model Definition > MACR_CARA_POUTRE >「GROUP_MA_BORD」を外の辺に > 「GROUP_NO」を外の点に > メッシュを適用
・Model Definition > MACR_CARA_POUTRE にて内側も同様に
・set output result で Formatをresultに、ファイル名を「kekka.resu」のようにする。
○計算を回してresultファイルを見る。

シェル要素

100☓100☓1000の箱桁をシェル要素で減衰無しで地震をかける(2ヶ月苦戦中)

func = DEFI_FONCTION(
 NOM_PARA='INST', 
 NOM_RESU='accel', 
 VALE=(0.0, 0.0, 0.01, 5712.270737, 0.02, 5725.383759, 0.03, 5726.099014, 0.04, 5717.039108, 0.05, 5706.071854, 0.06, 5727.767944, 0.07, 5738.019943,0.08, 5732.774734, 0.09, 5733.48999, ...)
 ) # sequences have been limited to the first 20 occurrences.
listr = DEFI_LIST_REEL(
 DEBUT=0.0, 
 INTERVALLE=_F(
   JUSQU_A=10.0, 
   PAS=0.01
 )
)
func0 = CALC_FONCTION(
 COMB=_F(
   COEF=1.47, 
   FONCTION=func
 )
) 
oad0 = AFFE_CHAR_MECA(
 DDL_IMPO=_F(
   GROUP_MA=('kotei', ), 
   LIAISON='ENCASTRE'
 ), 
 MODELE=model
) 
ASSEMBLAGE(
 CARA_ELEM=elemprop, 
 CHAM_MATER=fieldmat, 
 CHARGE=(load0, ), 
 MATR_ASSE=(_F(
     MATRICE=CO('mass'), 
     OPTION='MASS_MECA'
   ), _F(
     MATRICE=CO('Rigi'), 
     OPTION='RIGI_MECA'
   )), 
 MODELE=model, 
 NUME_DDL=CO('nddl'), 
 VECT_ASSE=_F(
   CHARGE=(load0, ), 
   OPTION='CHAR_MECA', 
   VECTEUR=CO('Vect')
 )
)
field = CALC_CHAR_SEISME(
 DIRECTION=(1.0, 0.0, 0.0), 
 MATR_MASS=mass, 
 MONO_APPUI='OUI'
) 
modes0 = CALC_MODES(
 CALC_FREQ=_F(
   NMAX_FREQ=10
 ), 
 MATR_MASS=mass, 
 MATR_RIGI=Rigi, 
 OPTION='PLUS_PETITE', 
 VERI_MODE=_F(
   STOP_ERREUR='NON'
 )
)
PROJ_BASE(
 BASE=modes0, 
 MATR_ASSE_GENE=(_F(
     MATRICE=CO('massgene'), 
     MATR_ASSE=mass
   ), _F(
     MATRICE=CO('rigigene'), 
     MATR_ASSE=Rigi
   )), 
 STOCKAGE='DIAG', 
 VECT_ASSE_GENE=_F(
   TYPE_VECT='FORC', 
   VECTEUR=CO('vectgene'), 
   VECT_ASSE=field
 )
) 
resharm = DYNA_VIBRA(
 BASE_CALCUL='GENE', 
 ETAT_INIT=_F(
   DEPL=vectgene, 
   VITE=vectgene
 ), 
 EXCIT=_F(
   ACCE=func, 
   DEPL=func0, 
   VECT_ASSE_GENE=vectgene, 
   VITE=func0
 ), 
 INCREMENT=_F(
   LIST_INST=listr
 ), 
 MATR_MASS=massgene, 
 MATR_RIGI=rigigene, 
 MODE_CORR=modes0, 
 SCHEMA_TEMPS=_F(
   SCHEMA='NEWMARK'
 ), 
 TRAITEMENT_NONL='IMPLICITE', 
 TYPE_CALCUL='TRAN', 
 VITESSE_VARIABLE='NON'
)
restran = REST_GENE_PHYS(
 CRITERE='RELATIF', 
 LIST_INST=listr, 
 NOM_CHAM=('ACCE', 'DEPL', 'VITE'), 
 NUME_DDL=nddl, 
 PRECISION=1e-06, 
 RESU_GENE=resharm
)
 IMPR_RESU(
 FORMAT='MED', 
 RESU=(_F(
     CARA_ELEM=elemprop, 
     NOM_CHAM=('DEPL', ), 
     RESULTAT=modes0
   ), _F(
     CARA_ELEM=elemprop, 
     LIST_INST=listr, 
     NOM_CHAM=('ACCE', 'VITE', 'DEPL'), 
     RESULTAT=restran
   )), 
 UNITE=80
) 

○結果 シェルの厚さ6mm
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/6mmnozishin.png

シェルの厚さ20mm
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/20mmnozishin.png

地震のような挙動は示している。
しかしシェルの厚さが変化しているにもかかわらず変位に変化がない。
これはおかしい。

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/cad6mmtottori.png
青木先生がキャドで解析してくれたもの
挙動は比較的同じだが値が違う
シェル要素の厚さ(断面特性)を反映できていない

今使用しているDYNA_VIBRA(geneのtran)には
elemprop = AFFE_CARA_ELEM(シェル要素の断面の特性)を適用するコマンドがない
※GENE=モードベース(おそらくモード重ね合わせ法)
 PHYS=物理計算ベース?
 harm=定常波
 tran=非定常波
code_aster(DYNA_VIBRA等)にも特にシェル要素に関する記述はない
シェルではできない?→→そんなことあります?

秋山の簡易モデルに地震をかけてみる

計算回った。
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/kanizisin.gif
しかし、スケールファクター大きくしないと変形しない。(これは60万倍)
→修正。 →シェル要素だけでやってみる。

耐震工学資料

・芝浦工業大学 地震防災学 資料
  http://www.eq.db.shibaura-it.ac.jp/lecture/taishin/01/taishin_01.pdf
  http://www.eq.db.shibaura-it.ac.jp/lecture/taishin/02/taishin_02.pdf
・工学院大学 地震工学 資料(防災チック)
  http://kouzou.cc.kogakuin.ac.jp/Open/%E5%9C%B0%E9%9C%87%E5%B7%A5%E5%AD%A6%E8%B3%87%E6%96%99/
・千葉大学 振動工学
  https://shake.tu.chiba-u.ac.jp/lecture/vibration/
・武蔵工業大学 振動工学基礎
  http://c-pc8.civil.tcu.ac.jp/RC/ciber/tai/tai_pdf/01_shindo-base.pdf

参考資料

・マルチサポート
  https://code-aster.org/forum2/viewtopic.php?pid=65504
・code_aster 動的過渡解析紹介   https://code-aster.org/V2/doc/v13/en/man_v/v2/v2.08.012.pdf
・salome フランス語対策
  http://opencae.gifu-nct.ac.jp/pukiwiki/index.php?Salome-%A5%D5%A5%E9%A5%F3%A5%B9%B8%EC%C2%D0%BA%F6
・「salome-meca esrth quake」で検索
  http://www.opencae.or.jp/wp-content/uploads/2019/12/03-stepbystepcalculation.pdf
・code_aster 過渡応答解析
  https://www.code-aster.org/doc/default/en/man_r/r4/r4.05.01.pdf
・動的の計測結果の出力
  https://www.code-aster.org/V2/doc/default/en/man_r/r7/r7.20.02.pdf
・なんかいいこと書いてる
  http://www.opencae.or.jp/wp-content/uploads/2019/12/05-dynamics.pdf
・地震解析のメモ
  https://www.jaee.gr.jp/jp/wp-content/uploads/2012/02/kaishi03.pdf
・DYNA_LINE 和訳わかりやすい
  https://biba1632-gitlab-io.translate.goog/code-aster-manuals/docs/user/u4.53.05.html?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=ja&_x_tr_hl=ja&_x_tr_pto=sc
・code_aster 地震の研究について
  https://www.code-aster.org/doc/default/en/man_u/u2/u2.06.10.pdf
・code_aster 例題一覧
  https://www.code-aster.org/V2/doc/default/en/index.php?man=R
・線形の動的における減衰のモデル by code_aster
  https://www.code-aster.org/V2/doc/default/en/man_r/r5/r5.05.04.pdf
・東北地方太平洋沖地震の余震観測記録 に基づいた鶴見つばさ橋の動特性の検証
  https://www.jstage.jst.go.jp/article/jscejseee/73/4/73_I_730/_pdf/-char/ja
・知っておきたい振動解析
  https://www.structure.jp/column36/column36_1.html
・建築分野 構造設計学Ⅲ
  https://archi.hiro.kindai.ac.jp/lecdocument/kozosekkei3/30p.pdf
・減衰について
  https://www.bakko-hakase.com/entry/218_C-H
○及川さんからいただいたデータ
・mesh、model definitionは今までどおり
・material

mater = DEFI_MATERIAU(
 ELAS=_F(
   AMOR_ALPHA=0.03, 
   E=7500.0, 
   NU=0.4, 
   RHO=3.8e-10
 )
)
mater0 = DEFI_MATERIAU(
 ELAS=_F(
   E=10000.0, 
   NU=0.3, 
   RHO=1e-09
 )
)
fieldmat = AFFE_MATERIAU(
 AFFE=(_F(
     GROUP_MA=('Box_2', 'translation_2', 'translation_3', 'Box_3'), 
     MATER=(mater, )
   ), _F(
     GROUP_MA=('translation_1', 'Box_1'), 
     MATER=(mater0, )
   )), 
 MAILLAGE=mesh, 
 MODELE=model
) 

・functions and lists

func4 = DEFI_FONCTION(
 NOM_PARA='INST', 
 NOM_RESU='acce', 
 VALE=(0.0, 0.0, 0.02, 0.03, 0.04, 0.03, 0.06, 0.03, 0.08, 0.03, 0.1, 0.03, 0.12, 0.03, 0.14, 0.03, 0.16, 0.03, 0.18, 0.03, ...)
) # sequences have been limited to the first 20 occurrences.
func5 = CALC_FONCTION(
 COMB=_F(
   COEF=1.47, 
   FONCTION=func4
 )
) 
listr = DEFI_LIST_REEL(
 DEBUT=0.0, 
 INTERVALLE=_F(
   JUSQU_A=30.0, 
   PAS=0.02
 )
) 

・BC and Loads

load = AFFE_CHAR_MECA(
 DDL_IMPO=_F(
   DX=0.0, 
   DY=0.0, 
   DZ=0.0, 
   GROUP_MA=('kotei', )
 ), 
 MODELE=model
) 

・pre alalysis

ASSEMBLAGE(
 CHAM_MATER=fieldmat, 
 CHARGE=(load, ), 
 MATR_ASSE=(_F(
     MATRICE=CO('mass'), 
     OPTION='MASS_MECA'
   ), _F(
     MATRICE=CO('stifness'), 
     OPTION='RIGI_MECA'
   ), _F(
     MATRICE=CO('amo'), 
     OPTION='AMOR_MECA'
   )), 
 MODELE=model, 
 NUME_DDL=CO('nddl')
)

・BC and Loads

field = CALC_CHAR_SEISME(
 DIRECTION=(-1.0, 0.0, 0.0), 
 MATR_MASS=mass, 
 MONO_APPUI='OUI'
)

・analysis

modes = CALC_MODES(
 CALC_FREQ=_F(
   NMAX_FREQ=10
 ), 
 MATR_MASS=mass, 
 MATR_RIGI=stifness, 
 OPTION='PLUS_PETITE', 
 VERI_MODE=_F(
   STOP_ERREUR='NON'
 )
)

・pre analysis

PROJ_BASE(
 BASE=modes, 
 MATR_ASSE_GENE=(_F(
     MATRICE=CO('MASSGENE'), 
     MATR_ASSE=mass
   ), _F(
     MATRICE=CO('rigi'), 
     MATR_ASSE=stifness
   ), _F(
     MATRICE=CO('amo1'), 
     MATR_ASSE=amo
   )), 
 NB_VECT=10, 
 VECT_ASSE_GENE=_F(
   TYPE_VECT='ACCE', 
   VECTEUR=CO('vectgene'), 
   VECT_ASSE=field
 )
)

・ analysis

resharm = DYNA_VIBRA(
 BASE_CALCUL='GENE', 
 EXCIT=_F(
   ACCE=func4, 
   DEPL=func4, 
   VECT_ASSE_GENE=vectgene, 
   VITE=func4
 ), 
 INCREMENT=_F(
   LIST_INST=listr
 ), 
 MATR_AMOR=amo1, 
 MATR_MASS=MASSGENE, 
 MATR_RIGI=rigi, 
 SCHEMA_TEMPS=_F(
   BETA=0.25, 
   GAMMA=0.5, 
   SCHEMA='NEWMARK'
 ), 
 TYPE_CALCUL='TRAN'
)

・post processig

restran = REST_GENE_PHYS(
 CRITERE='RELATIF', 
 LIST_INST=listr, 
 PRECISION=1e-06, 
 RESU_GENE=resharm, 
 TOUT_CHAM='OUI'
)

・out put

IMPR_RESU(
 FORMAT='MED', 
 RESU=(_F(
     NOM_CHAM=('DEPL', 'VITE'), 
     RESULTAT=restran
   ), _F(
     NOM_CHAM=('ACCE', ), 
     RESULTAT=modes
   )), 
 UNITE=80
) 

メモ

・モーダル解析というものがヒットする。
モーダル解析とは、
「物体は、なんらかの外力や加振力を加えると、振動現象が発生する。
いったんこのような振動が起きると、
力を加えなくても物体は振動し続ける自由振動という現象が起きる。
この現象には、その物体の動特性に関する情報、つまり動的性質が含まれている。
物体はそれぞれ固有の動的性質を持ち、モーダル解析とはこれらを求めるのに有効な手法である。」らしい。
http://opencae.gifu-nct.ac.jp/pukiwiki/index.php?plugin=attach&refer=DEXCS-Salome-ReleaseNote&openfile=Step2-%A5%E2%A1%BC%A5%C0%A5%EB%B2%F2%C0%CF%A4%CE%B2%F2%C0%CF%BC%EA%BD%E7.pdf
こちらより。

ぼやき

・salomeが解析中に3回に1回は固まる。パソコン重いのか?

線形解析

Exception user raised but not interceptee.                !
  ! The bases are fermees.                                        !
  ! Type of the exception: error                                  !
  !                                                               !
  !  the computation of the option:  CARA_SECT_POUT3              !
  !  is not possible for any the types of elements of the LIGREL. !

このエラーは結合する線を「Assign finite element」「AFFE_CARA_ELEM」に「Assign a material」に含めないと出てくる。

梁要素の線形解析

桁部分が(X,Y,Z)=(100,100,1000)、ケーブルをY軸方向に1000mmのところに固定した簡易モデルを全て梁要素で作る。
ケーブル部分はセグメント数を1にする。

○メッシュの切り方
・ジオメトリーで全て結合(フューズ)してしまう。
→グループの作成で「桁」「ケーブル」を作成
→モデル全体に対してメッシュを作成し、セグメント数を1にする
→桁に対してサブメッシュを作成する

この方法で作成したモデルの先端部分に鉛直荷重1kNを載荷した。
温度変化(-200℃)でプレストレスを与えた
○結果
マーク:3.580mm salome:3.492mm →ピンになっている

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/submesyu.png

結合の問題

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/2022.5.27.pan.png
プレストレスをかけることに成功したが、変形が食パンのような形になっていておかしい。
→結合する場所を端から少しずらした。
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/2022.5.27.sen.png
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/2022.5.27.pan2.png
しかし、食パン型は直らず、結合してる線に沿ってリアクション(節点反力)が発生してる。
→違う結合方法の模索が必要

・メッシュを切ってからノードを作り、エッジを作成した。
→結合しないようだ。~

・LIAISON_ELEでケーブルと桁を結合しているが、剛結になっていると思われる。
「LIAISO_UNIF」というものがノードの自由度を同じにできるらしい
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/2022.6.10.2.png

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/2022.6.9.DRX.png
→やってみたところ、変形の形もよく、結合箇所のDRXのREAC_NODA(節点反力)は発生しなかった。
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/2022.6.10.1.png
→しかし載荷しているにもかかわらず、根元部分にはDRXのREAC_NODAは発生していない。
→REAC_NODAのDRXがモーメントと思っていたが違う可能性がある。

ピン接合

梁要素にPOU_D_E(節点に回転を許さない)ではなく、BARREを適用(節点に回転を許す)
→境界条件で固定端をDX-=0,DY=0,DZ=0とした。(DRX=0とかとするとエラーが発生する。)
→変位がより大きくなった。
→これはなぜか?ヒンジになっているのか?

○BARRE要素(トラス要素)での解析結果
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/2022.20.1.png
→プレストレスがかかってない
→次の方法でプレストレスをかける

tensyon = CREA_CHAMP(
 AFFE=_F(
   NOM_CMP=('TEMP', ), 
   TOUT='OUI', 
   VALE=(-200.0, )
 ), 
 MODELE=model, 
 OPERATION='AFFE', 
 TYPE_CHAM='NOEU_TEMP_R'
) 
 AFFE=(_F(
     GROUP_MA=('ketsusen', 'keta'), 
     MATER=(materK, )
   ), _F(
     GROUP_MA=('hari', ), 
     MATER=(materH, )
   )), 
 AFFE_VARC=_F(
   CHAM_GD=tensyon, 
   GROUP_MA=('hari', ), 
   NOM_VARC='TEMP', 
   VALE_REF=0.0
 ), 
 MAILLAGE=mesh, 
 MODELE=model
 ) 

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/2022.5.20.png
プレストレスがかかり、上方向にたわんだ。

・やろうとしたこと 1 liaiso_ddl

簡易モデルの作成

(x,y,z)=(100,100,1000)の簡易モデルをケーブルを梁要素で、桁をシェル要素で作成。
→梁要素、シェル要素ともに応力、ひずみが計算できないため、試行錯誤中
→シェル要素の応力、ひずみの計算、出力に成功
・梁要素は絶賛試行錯誤中
→梁は軸力(FORCE)を見ることができたため、OK
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/2022.17.1.png

しかし、変位が角田さん&梅宮くんのと異なる(符号が違う)
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/2022.17.3.png
→剛結になっている?
→ピン接合にしたい。

参考文献

「ケーブル腐食を考慮した斜張橋の終局強度および疲労寿命」
構造工学論文集 Vol. 67A (2021 年 3 月)
中村俊一、青木由香利
https://www.jstage.jst.go.jp/article/structcivil/67A/0/67A_1/_pdf/-char/ja

・斜張橋においてケーブルは重要な役割を果たす。
・ケーブルが腐食すると、じん性、耐力、疲労強度が低下し、断面積が減少する。
・異なるスパン長のモデルで、腐食(断面積の減少)の影響、ケーブルの疲労寿命を求める。
・断面積の減少に比例して終局強度は低下する。
・ケーブルの伸びが1%(健全時の伸びは4%)まで低下すると終局強度は小さくなる。
・ケーブルの腐食が進行するとともに疲労寿命は小さくなり、断面積の減少を考慮すると疲労寿命は著しく低下する。

「吊橋ケーブルの腐食機構に関する研究」
土木学会論文集 No.637
古家和彦、北川信、中村俊一、鈴村恵太、聖生守雄
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jscej1984/1999/637/1999_637_103/_pdf/-char/ja

鋼斜張橋モデルの地震時応答解析と実測データの比較
土木学会地震工学論文集(2007 年 8 月)
宮森 保紀 池田 憲俊 木村 浩 三上 修一 大島 俊之
file:///C:/Users/%E7%A7%8B%E5%B1%B1%E9%81%94%E5%93%89/Downloads/2007.08_%E9%8B%BC%E6%96%9C%E5%BC%B5%E6%A9%8B%E3%83%A2%E3%83%87%E3%83%AB%E3%81%AE%E5%9C%B0%E9%9C%87%E6%99%82%E5%BF%9C%E7%AD%94%E8%A7%A3%E6%9E%90%E3%81%A8%E5%AE%9F%E6%B8%AC%E3%83%87%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%81%AE%E6%AF%94%E8%BC%83%20(1).pdf

2021年度 創造工房実習の内容

単純梁(11月12日の課題)  

・箱の図心位置に穴を開け、拘束、載荷を行う方法(より梁モデルに近い)

メッシュの長さ要素数変位相対誤差(%)
1048300.24068-42.235
836350.29441-29.341
559090.33253-20.191
377210.37432-10.161
2117600.38564-7.4462
1.5381470.41103-1.3520
1494460.41548-0.2834
0.52739030.427742.6583

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/g%20hako.png
・線を作成し拘束、載荷を行う方法

メッシュの長さ要素数変位相対誤差(%)
104990.199991-52
819990.286-31.36
370610.368392-12.678
288590.374296-10.168
1.5323410.404734-3.026
1478690.4093403333-1.756
0.53397700.42367733331.682

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/graph1.png

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/g%20hako%20sen.png

梁モデルに近づけた場合のほうが、より理論値に近くなった。(メッシュ長0.5の場合を除く)

片持ち梁(11月5日の課題)

メッシュの長さ要素数変位相対誤差(%)
0.53406216.57939-1.495
1.05885066.44299-3.355
1.5177536.121-8.707
283615.7382525-13.926
348635.7033575-14.449
517154.8237-27.645
85654.0411725-39.382
103763.4624-48.064

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/graph2.png

3次元プロット(10月29日の課題)

https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/L.png ・h型のグラフを作成 https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/h.png ・I型グラフの作成 https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/%20I.png

メモ

marcメモ

INFO: Analysis dimension is derived from geometric property type Structural 3-D Solid Section Beam.

INFO: Assuming 3-D analysis!

ERROR: Job job1:
Found 50 element(s) with an element type that is incompatible
with the type (Structural 3-D Solid Section Beam) of the assigned geometric property!

INFO: Found 1 error and 0 warnings.

このエラーの意味が分からない

salomemeメモ

梁要素メモ

ジオメトリーでフューズしても、「liaison_solide」で結合しても剛体になる。
https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/akiyama/y%202000sinwave%20hikaku.png

グラフは完全一致している
pinはピンになっていない。^
どっかに梁要素はフューズするとピンになると書いていたがそんなことない。

シェル要素メモ

・以下の方法でシェル要素の応力を計算、出力可能

unnamed1 = CALC_CHAMP(
 CARA_ELEM=elemprop, 
 CHAM_MATER=fieldmat, 
 CONTRAINTE=('SIGM_ELNO', ), 
 DEFORMATION=('EPSI_ELNO', ), 
 GROUP_MA=('keta', ), 
 MODELE=model, 
 RESULTAT=reslin)
unnamed2 = POST_CHAMP(
 EXTR_COQUE=_F(
   NIVE_COUCHE='SUP', 
   NOM_CHAM=('EPSI_ELNO', 'SIGM_ELNO'), 
   NUME_COUCHE=1
 ), 
 GROUP_MA=('keta', ), 
 RESULTAT=unnamed1)
unnamed3 = CALC_CHAMP(
 CARA_ELEM=elemprop, 
 CHAM_MATER=fieldmat, 
 CONTRAINTE=('SIGM_NOEU', ), 
 DEFORMATION=('EPSI_NOEU', ), 
 GROUP_MA=('keta', ), 
 MODELE=model, 
 RESULTAT=unnamed2)

output

IMPR_RESU(
 FORMAT='MED', 
 RESU=(_F(
     CARA_ELEM=elemprop, 
     NOM_CHAM=('DEPL', ), 
     RESULTAT=reslin, 
     TOUT='OUI'
   ), _F(
     CARA_ELEM=elemprop, 
     NOM_CHAM=('FORC_NODA', 'REAC_NODA'), 
     RESULTAT=unnamed4
   ), _F(
     CARA_ELEM=elemprop, 
     GROUP_MA=('keta', ), 
     NOM_CHAM=('EPSI_NOEU', 'SIGM_NOEU'), 
     RESULTAT=unnamed3
   )), 
 UNITE=2
   ) 

個人的メモ

参考資料~

・梁要素解説
  https://sites.google.com/site/codeastersalomemeca/home/code_aster-1/bimu-youso/pou_d_e-youso
・梁要素例題
  https://aytechlab.com/homefem/salomemeca2020st009/
・シェル要素例題
  https://www-argosrl-eu.translate.goog/sito/blog-innovazione/tutorial-elementi-shell-in-code-aster-coque-3d-o-dkt?_x_tr_sl=it&_x_tr_tl=ja&_x_tr_hl=ja&_x_tr_pto=sc
・post_champ code aster
  https://www.code-aster.org/V2/doc/v13/en/man_u/u4/u4.81.05.pdf
・要素の解説、例題
  http://www.opencae.or.jp/wp-content/uploads/2019/12/07a-structural-elements.pdf
・CALC_CHAMP code aster
  https://www.code-aster.org/V2/doc/v13/en/man_u/u4/u4.81.04.pdf
・DIS_T code_aster
  https://www.code-aster.org/doc/default/en/man_u/u3/u3.11.02.pdf
・LIAISON_DDL code_aster
  https://www.code-aster.org/V2/doc/v14/en/man_u/u4/u4.44.01.pdf
・LIAISON_DLL ドイツ語故変な日本語になっております
  https://www-caelinux-org.translate.goog/wiki/index.php/Contrib:KeesWouters/bc/pythonlist?_x_tr_sch=http&_x_tr_sl=de&_x_tr_tl=ja&_x_tr_hl=ja&_x_tr_pto=sc
・code_aster コマンドリスト
  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=00-00.pdf
・LIAISON_DDL
  https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=sites&srcid=ZGVmYXVsdGRvbWFpbnxjb2RlYXN0ZXJzYWxvbWVtZWNhfGd4OmYwMjAyNDVlMmQxYTE1Yw
・「salome beam pin」で検索
  http://opencae.gifu-nct.ac.jp/pukiwiki/index.php?plugin=attach&refer=AboutEasyISTR&openfile=EasyISTR5-manual-3.28-210608.pdf


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Last-modified: 2022-12-01 (木) 11:23:56