卒論日誌 ※忘れないうちに気づいたことは卒論日誌にメモする!

日付時間帯作業時間内容立会
4/1014:30-16:001.5パソコン練習
4/1114:00-15:001.0パソコン練習
4/1414:30-15:301.0パソコン練習
4/1513:30-15:001.5パソコン練習
4/1614:00-16:002.0パソコン練習
4/1715:00-17:002.0パソコン練習
4/1814:00-17:003.0パソコン練習
4/1914:00-16:302.5パソコン練習
4/2014:30-17:002.5パソコン練習斉藤
4/219:30-11:001.5パソコン練習
4/2114:30-16:302.5プログラミング練習
4/2117:00-19:302.5構造力学
4/2214:30-16:302.5プログラミング練習
4/2314:30-16:302.0パソコン練習
5/517:00-23:006.0構造力学
5/714:00-15:301.5パソコン練習
5/1120:30-22:302.0構造力学
5/1414:00-17:003.0Salome練習+課題(途中まで)
5/1514:30-16:302.0Salome練習(解析は終了)
5/1520:00-23:003.0構造力学
5/1613:30-16:002.5Salome練習(まとめ1)
5/1714:00-15:001.0Salome練習(まとめ2)
5/1916:30-18:001.5グラフ作成、貼付け
5/1923:30-24:301.0構造力学
5/2013:30-15:001.5Salome課題
5/2113:30-16:002.5Salome課題
5/2214:30-16:001.5Salome課題
5/2223:00-24:001.0構造力学
5/2313:30-16:002.5Salome課題
5/2418:00-24:006.0構造力学
5/2614:00-17:003.0Salome課題
5/2713:30-16:303.0Salome課題
6/216:00-18:002.0Tex課題
6/222:00-25:003.0構造力学
6/314:00-16:302.5Tex課題
6/414:00-16:302.5Tex課題
6/515:30-17:001.5Tex課題
6/1316:00-17:001.0Salome課題
7/614:00-17:003.0Tex練習
7/814:00-17:003.0箱型断面の解析
7/1318:30-19:301.0箱型断面の解析
7/1716:00-22:006.03点曲げと半解析
8/2815:00-17:002.0Mentat練習尾山
9/212:30-17:004.5Mentatで接触解析尾山
9/311:00-15:304.5スライド作成
9/413:00-17:304.5Mentatで接触解析&スライド作成尾山
9/1612:00-14:302.5摩擦試験方法の詳細を調べる
9/1813:00-16:003.0Mentatで接触解析尾山
9/2210:30-12:001.5Mentatで接触解析
9/2510:30-12:001.5Mentatで接触解析
9/2514:00-16:002.0Mentatで接触解析
9/2910:30-12:302.0Mentatで接触解析
9/2915:00-19:004.0Mentatで接触解析尾山
9/3010:30-12:302.0Mentatで接触解析
9/3015:00-19:304.5Mentatで接触解析尾山
10/110:30-12:302.0Mentatで接触解析
10/114:00-17:003.0Mentatで接触解析尾山
10/210:30-12:302.0スライド作成&後藤さんに質問
10/214:00-24:3010.0Mentatで接触解析&スライド作成尾山
10/614:00-15:001.0摩擦試験の文献を読む
10/714:00-18:004.0摩擦試験の文献を読む&Mentatで接触解析&荷重と水平変位の関係を調べる尾山
10/814:00-20:006.0摩擦係数について調べる→静止摩擦係数尾山・斉藤
10/912:00-20:008.0摩擦試験の水平変位についてMentatで接触解析&グラフの作成尾山・斉藤
10/1513:30-18:305.0摩擦試験をMentatで解析→力をプレストレスにすれば上手くいく感じ・・・尾山
10/1610:00-12:00 13:30-15:003.5摩擦試験をMentatで解析&結果をグラフにまとめる尾山
10/2013:30-18:004.5Mentatで鉄の引張試験 ※午前中に研究室の模様替えをする尾山・斉藤・坪井
10/2110:00-11:301.5Mentatで鉄の引張試験 ※その後、3年生が使うパソコンの準備斉藤・坪井
10/2214:00-19:005.0Mentatで鉄の引張試験 ※やりながら坪井に引張試験のやり方を教わる尾山・坪井
10/2310:00-12:00 13:00-17:006.0Memtatで鉄の引張試験 弾塑性解析(失敗?) 坪井から引張試験の方法を教わる坪井
10/2710:30-12:00 14:00-17:005.5Mentatで弾塑性解析→とりあえずいったかな尾山
10/2810:00-12:30 14:00-18:307.0Mentatで弾塑性解析尾山
10/2910:00-11:00 14:30-17:003.5Mentatで弾塑性解析尾山・斉藤
10/3113:00-16:003.0森吉で木橋見学尾山・斉藤・石坂
11/413:00-16:003.0Mentatで弾塑性解析
11/514:00-16:002.0Mentatで弾塑性解析
11/610:00-12:00 13:30-17:005.5Mentatで弾塑性解析・グラフの作成尾山
11/1010:00-12:00 13:00-17:006.0Mentatで弾塑性解析 降伏後の傾きを調べる グラフ作成尾山
11/1110:00-12:00 13:30-16:004.5Mentatで弾塑性解析 降伏後の傾きを調べる グラフの作成尾山
11/1210:30-12:30 13:30-15:304.0Mentatで弾塑性解析 降伏後の傾きを調べる グラフの作成
11/1310:30-12:30 14:00-18:006.0Mentatで弾塑性解析 降伏後の傾きを調べる グラフの作成 後藤さんと今後の方針の確認尾山
11/1713:30-18:004.5Mentatで摩擦係数を与えたときの水平変位の再確認 Mentatでの応力の表示方法を調べる尾山
11/1810:30-12:00 13:30-18:006.0Mentatで摩擦係数を与えたときの水平変位の再確認 Mentatで応力の解析尾山
11/1910:00-12:00 14:00-22:3010.5Mentatで摩擦係数を与えたときの水平変位の再確認 Mentatで応力の解析 応力と変位の関係のグラフの作成尾山・斉藤
11/2010:30-12:30 14:30-18:306.0Mentatで応力の解析 応力と変位の関係のグラフの作成尾山
11/2513:30-19:006.5挟んだモデルの作成尾山
11/269:30-12:00 13:30-22:0012.0挟んだモデルの解析と接触解析尾山
11/2710:30-12:00 13:30-19:007.0挟んだモデルの解析 グラフの作成尾山
11/2810:30-20:009.5挟んだモデルの解析 接触解析 グラフの作成尾山
12/110:00-12:00 13:30-20:008.5挟んだモデルの解析尾山・斉藤
12/210:30-12:30 13:30-19:007.5挟んだモデルの解析尾山
12/310:30-23:0012.5挟んだモデルの解析 条件を変えての弾塑性解析 坪井の実験の手伝い尾山・斉藤・坪井
12/411:00-23:0012.0弾塑性解析尾山
12/514:30-19:004.5弾塑性解析尾山
12/810:30-19:008.5弾塑性解析 グラフ作成尾山
12/910:30-11:3013.0弾塑性解析 グラフ作成 挟んだモデルの解析尾山
12/1011:00-21:0010.0挟んだモデルの解析 後藤さんに質問尾山
12/1110:00-20:0010.0挟まないでの解析 後藤さんに質問 土木学会・支部発表の申込尾山・斉藤・河原
12/1210:00-20:3010.5挟んだモデルの解析 支部発表の手続き尾山・斉藤・河原・大竹
12/1510:00-19:009.0挟んだモデルの解析 スライド作成尾山
12/1610:00-20:3010.5荷重をかける位置を変えたときの弾塑性解析 支部発表の手続き 後藤さんに質問尾山・河原・大竹
12/1711:00-20:009.0Mises応力、相当応力の解析 後藤さんに質問尾山
12/1811:00-25:0014.0Mises応力の解析 相当応力の解析 スライド作成尾山
12/2014:00-17:003.0スライド作成
1/711:00-15:304.5硬い材料を挟んだ場合の解析
1/914:30-16:302.0木材の引張試験尾山
1/1313:00-19:306.5概要作成尾山
1/1411:00-18:307.5概要作成尾山
1/1513:00-24:0011.0ヤング率を小さくした場合の解析 概要作成 スライド作成尾山
1/1914:00-21:307.5概要作成 接触解析 オンサイト木橋に降伏点を与えた材料を挟んだモデルの解析尾山・斉藤
1/209:30-19:3010.0概要作成 接触解析 オンサイト木橋に降伏点を与えた材料を挟んだ場合の解析尾山
1/2110:00-20:0010.0概要作成 スライド作成尾山・斉藤
1/2210:00-23:3013.0概要作成 スライド作成 3D組の実験の手伝い尾山・坪井
1/2311:00-17:004.0概要作成尾山
1/2613:00-20:007.0概要作成 東北支部に概要提出 スライド作成尾山
1/2711:00-19:308.5卒論本体作成 スライド作成 発表練習尾山・後藤さん
1/2814:00-19:305.5卒論本体作成尾山
1/2911:00-20:009.0卒論本体作成尾山
1/3011:00-20:009.0発表練習 卒論本体作成尾山・坪井
2/114:00-22:008.0発表練習
2/214:00-22:008.0卒論本体作成 発表練習
合計作業時間(h)
583.5

東北支部発表

卒業論文発表会・東北支部技術発表会メモ

  • 1月15日(木)9:30まで研究室集合
    • 支部発表の作戦を練る
  • 1月23日(金)13:00まで 論文タイトルの提出
    • 提出内容
      • 学籍番号・氏名・論文タイトル・指導教員名
    • 後藤さんに提出
  • 1月26日(月) 東北支部の原稿締切
    • この日まで卒論発表の概要もでかす
  • 1月第5週に発表練習
    • スライドもちまちま作る
  • 1月29日(木)13:00まで 論文概要の提出
    • 提出内容
      • 片面印刷した原稿・pdf化したファイル
    • ファイル名
      • 学籍番号「75○○○○○」の「75」を抜いた番号
      • おそらく11746になる
    • 後藤さんに提出
  • 2月2日(月)9:00~15:00まで 発表用ファイルの提出
    • 工学資源学部1号館4F学科図書館(土木の図書館)に提出
    • 学科の図書館にあるパソコンに落とす
      • デスクトップの中にある「卒業論文」フォルダに保存
    • ファイル名
      • 学籍番号「75○○○○○」の「75」を抜いた番号
      • おそらく11746になる
  • 2月3日(火)~4日(水)9:00~17:00 修士論文・卒業論文発表会
    • 会場:総合研究棟2F大セミナー室
    • 発表時間
      • 発表6分・質問4分
    • 卒論日誌を持参
      • 事前に該当ページを印刷し、後藤さんからハンコをもらう
  • 3月7日(月) 平成26年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 会場:東北学院大学工学部多賀城キャンパス

今後の方針

  • Marc Mentatで接触解析
  • 木材の間にゴムみたいなものを挟めて接触解析の代わりになる方法の提案 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/masatsu.png ←こういう感じのもの

次のゼミまでやること(ゼミは毎週金曜日)

  • JIS K 7125 http://kikakurui.com/k7/K7125-1999-01.html
  • Marc Mentatで弾塑性解析→できた
  • 降伏後に傾きが与えられるかcheck(bilinearモデルに想定するような・・・)→できた
  • Mentatの弾塑性解析においてbi-linearモデルと完全弾塑性モデルに変えられる方法を調べる→変えられた
  • 弾塑性材料の側面をローラーで固定、底面を固定した際、弾塑性材料は塑性するかcheck http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/sok.png
  • 概要を書く

荷重と変位の関係

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/JIS.png

  • ファイル名:jis2
  • 節点番号
    • 上:127
    • 下:1104
      荷重(N)変位(m)
      0.1N7.737714416E-13
      0.2N1.46830883E-12
      0.3N2.20246325E-12
      0.4N2.93661766E-12
      0.5N3.67077208E-12
      0.6N4.4049265E-12
      0.7N5.13908091E-12
      0.8N5.87323533E-12
      0.9N6.60738974E-12
      1.0N2.182469255E-10
      1.1N0.0850635
      →1.1Nで動き始める

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/JISg.png

鉄の引張試験(とりあえず練習として弾塑性とかの条件を無視して・・・)

とりあえず同じ分割数で荷重を100Nずつ増やした時の引張試験

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/tetsu.png

  • 長さ:1m
  • 幅:10cm
  • 高さ:10cm
  • 測定結果
    荷重(N)伸び(m)ひずみ(m)応力(N/m^2)ヤング率(GPa)
    1004.797E-84.797E-810000208.4
    2009.593E-89.593E-820000208.4
    3001.439E-71.439E-730000208.4
    4001.919E-71.919E-740000208.4
    5002.398E-72.398E-750000208.5
    6002.878E-72.878E-760000208.4
    7003.358E-73.358E-770000208.4
    8003.837E-73.837E-780000208.5
    9004.317E-74.317E-790000208.5
    10004.797E-74.797E-7100000208.5
    11005.276E-75.276E-7110000208.5
    12005.756E-75.756E-7120000208.5
    13006.236E-76.236E-7130000208.5
    14006.715E-76.715E-7140000208.5
    15007.195E-77.195E-7150000208.5
    16007.675E-77.675E-7160000208.5
    17008.154E-78.154E-7170000208.5
    18008.634E-78.634E-7180000208.5
    19009.114E-79.114E-7190000208.5
    20009.593E-79.593E-7200000208.5
  • 荷重と変位の関係(縦軸:荷重 横軸:変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/tetsug.png
  • ヤング率:207.47GPa
    • データをとった20個の平均をとる
  • 相対誤差:0.713%

次に荷重を変えずに分割数のみを変えたときの引張試験

  • 荷重:100N
  • 応力:10000N/m^2
  • ヤング率(理論値):206GPa
分割数伸び(m)ひずみ(m)ヤング率(GPa)
84.810E-84.810E-8207.9
164.828E-84.828E-8207.1
204.831E-84.831E-8206.9
224.832E-84.832E-8206.9
  • 無次元化したグラフ(縦軸:無次元化した値 横軸:分割数) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/tetsu2.png
  • 相対誤差:0.437%

鉄の引張試験(弾塑性解析)

とりあえず1MN~3MNまで1MNずつ増やし、3MN~4MNまで0.1MNずつ増やしたときの弾塑性解析

  • ファイル名:danso
  • 鉄の種類:SS400
  • 降伏応力:400N/mm^2
  • 鉄の寸法
    • 長さ:1m
    • 幅:10cm
    • 高さ:10cm
  • 断面積:100cm^2=10000mm^2
  • 降伏時の荷重:4MN
  • 荷重は面荷重(FACE LOADを使う)
    荷重(MN)伸び(m)ひずみ(m)ヤング率(GPa)相対誤差(%)
    1.04.836E-44.836E-4206.70.340
    2.09.671E-49.671E-4206.80.388
    3.01.451E-31.451E-3206.70.340
    3.51.692E-31.692E-3206.80.388
    3.61.741E-31.741E-3206.70.340
    3.71.789E-31.789E-3206.80.388
    3.81.838E-31.838E-3206.70.340
    3.91.897E-31.897E-3205.50.243
    4.03.658E-33.658E-3 ※ここから線形の関係が成立しない109.346.94
  • 応力とひずみの関係(縦軸:応力 横軸:ひずみ) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/danso1.png
→これだと、bilinearモデルに想定するのか・・・

次に3.9MN~4.0MNまで0.01MNずつ増やしたときの弾塑性解析

  • ファイル名:danso
  • 鉄の種類:SS400
  • 降伏応力:400N/mm^2
  • 鉄の寸法等
    • 長さ:1m
    • 幅:10cm
    • 高さ:10cm
  • 断面積:100cm^2=10000mm^2
  • 降伏時の荷重:4MN
  • 荷重は面荷重(FACE LOADを使う)
    荷重(MN)伸び(m)ひずみ(m)ヤング率(GPa)相対誤差(%)
    1.04.836E-44.836E-4206.70.340
    2.09.671E-49.671E-4206.80.388
    3.01.451E-31.451E-3206.70.340
    3.51.692E-31.692E-3206.80.388
    3.61.741E-31.741E-3206.70.340
    3.71.789E-31.789E-3206.80.388
    3.81.838E-31.838E-3206.70.340
    3.91.897E-31.897E-3205.50.243
    3.911.906E-31.906E-3205.10.436
    3.921.900E-31.900E-3206.30.146
    3.931.906E-31.906E-3206.10.0485
    3.941.914E-31.914E-3205.60.194
    3.951.923E-31.923E-3205.40.291
    3.961.915E-31.915E-3206.80.388
    3.971.949E-31.949E-3203.61.16
    3.981.954E-31.954E-3203.71.12
    3.991.989E-31.989E-3200.62.62
    3.999993.623E-33.623E-3110.4
    4.03.658E-33.658E-3 ※ここから線形の関係が成立しない109.346.94
  • 応力とひずみの関係(縦軸:応力 横軸:ひずみ) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/danso3.png
    →降伏点近くはほとんど変化しない

4.0MN以上の荷重をかけた時

  • ファイル名:danso
  • 鉄の種類:SS400
  • 降伏応力:400N/mm^2
  • 鉄の寸法等
    • 長さ:1m
    • 幅:10cm
    • 高さ:10cm
  • 断面積:100cm^2=10000mm^2
  • 降伏時の荷重:4MN
  • 荷重は面荷重(FACE LOADを使う)
    荷重(MN)伸び(m)ひずみ(m)
    4.03.658E-33.658E-3
    4.17.122E-17.122E-1
    4.21.4231.423
    4.32.1382.138
    4.42.8532.853
    4.53.5693.569
  • 荷重と変位の関係(縦軸:荷重 横軸:変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/kajuheni.png
  • 応力とひずみの関係(縦軸:応力 横軸:ひずみ) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/danso4.png
→降伏後は比例関係になっている

引張降伏応力とせん断降伏応力

  • 引張降伏応力とせん断降伏応力の関係は\( \sigma_{Y}=\sqrt{3}\tau_{Y} \)となる。 
  • 摩擦試験で作ったモデルを使って考える
    • ファイル名:jis2
    • 節点番号
      • 上:127
      • 下:1104

鋼と鋼の場合

  • 滑らせた材料:鋼材
  • 台:鋼材
    荷重(N)変位(m)せん断応力\( \tau_{xz} \)ひずみ
    0.1N5.016E-136.076E-62.960E-11
    0.2N1.003E-121.214E-55.893E-11
    0.3N1.505E-121.821E-58.840E-11
    0.4N1.999E-122.428E-51.179E-10
    0.5N2.508E-123.035E-51.473E-10
    0.6N3.279E-123.453E-51.676E-10
    0.7N4.872E-124.175E-52.026E-10
    0.8N6.762E-124.961E-52.408E-10
    0.9N8.932E-125.804E-52.817E-10
    1.0N1.240E-106.198E-53.009E-10
    1.1N4.074E-101.083E-45.257E-10
    1.2N6.143E-101.302E-46.320E-10
    1.3N5.000E-98.791E-54E-9
    1.31N5.000E-98.742E-54E-9

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/jis4.png

木と鋼の場合

  • 滑らせた材料:木材
  • 台:鋼材
    荷重(N)変位(m)せん断応力\( \tau_{xz} \)ひずみ
    0.1N7.738E-136.093E-61.105E-6
    0.2N1.468E-121.219E-52.031E-6
    0.3N2.202E-121.828E-53.046E-6
    0.4N2.937E-122.437E-54.061E-6
    0.5N3.671E-123.047E-55.078E-6
    0.6N4.405E-123.656E-56.093E-6
    0.7N5.139E-124.265E-57.108E-6
    0.8N5.873E-124.875E-58.125E-6
    0.9N6.607E-125.484E-59.14E-6
    1.0N2.182E-106.192E-51.032E-5
    1.1N0.08515.716E-59.526E-6
応力(MPa)変位(m)鋼材と木材のズレ(m)せん断応力σzx(MPa)Von Mises応力相当塑性ひずみ
0.51.577E-0800.2560.9540430
0.61.893E-0800.3070.99589880
0.72.208E-0800.3581.043550
0.82.523E-0800.4091.096240
0.92.839E-0800.4611.153370
1.03.074E-063.044E-060.5011.196590
1.11.573E-051.570E-050.5191.228520

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/jis5.png

鋼と木の場合

  • 滑らせた材料:鋼材
  • 台:木材
    荷重(N)変位(m)せん断応力\( \tau_{xz} \)ひずみ
    0.1N1.205E-107.944E-63.8E-8
    0.2N2.409E-101.580E-57.6E-8
    0.3N3.614E-102.383E-51.15E-7
    0.4N4.819E-103.178E-51.54E-7
    0.5N6.023E-103.972E-51.92E-7
    0.6N7.228E-104.767E-52.31E-7
    0.7N8.506E-105.434E-52.63E-7
    0.8N1.0E-96.260E-53.03E-7
    0.9N1.0E-97.051E-53.42E-7
    1.0N9.0E-98.418E-54.08E-7
    1.01N1.5E-89.596E-54.65E-7
    1.02N1.5E-88.578E-54.16E-7
    1.03N1.8E-88.872E-54.3E-7
    1.04N2.3E-89.108E-54.42E-7
    1.05N2.8E-89.332E-54.53E-7

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/mo.png

間に摩擦係数の代わりになる材料を挟んだ場合の変位

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/model1.png

  • ファイル名:hasamu3
  • 上に載せている材料:木材
  • 鋼材と木材の間に挟んだ材料:木材

分割数128の場合

荷重(N)節点番号30762での変位(m)
0.13.9814E-13
0.27.96281E-13
0.31.19442E-12
0.41.59256E-12
0.51.99221E-12
0.62.39171E-12
0.72.79377E-12
0.83.2E-12
→0.9Nあたりから解析ができなくなった。
  • 荷重と変位の関係(縦軸:荷重 横軸:変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/128.png →比例・・・

分割数16の場合

分割数128では途中から解析が不可能になったので分割数を少なくしてみた。

荷重節点番号1184での変位(m)
00
0.13.93612E-13
0.27.87224E-13
0.31.18084E-12
0.41.57472E-12
0.51.9715E-12
0.62.37079E-12
0.72.77595E-12
0.83.21053E-12
0.93.72077E-12
1.03.85327E-12
1.13.86749E-12
1.23.93149E-12
1.33.924E-12
→1.2Nが限界
  • 荷重と変位の関係(縦軸:荷重 横軸:変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/as.png

分割数8の場合

分割数16でも1.2Nで限界だった。さらに分割数を少なくしてみる。

荷重(N)節点番号624での変位(m)
0.13.541E-13
0.27.081E-13
0.31.062E-12
0.41.416E-12
0.51.770E-12
0.62.152E-12
0.72.532E-12
0.82.933E-12
0.93.132E-12
1.03.603E-12
1.13.999E-12
1.24.378E-12
1.34.769E-12
1.45.153E-12
1.55.533E-12
1.65.953E-12
1.76.336E-12
1.86.720E-12
1.97.101E-12
2.07.482E-12
3.01.127E-11
4.01.504E-11
5.01.881E-11
→動いた
  • 荷重と変位の関係(縦軸:荷重 横軸:変んだ場合の変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/8.png
    →やっぱり比例関係・・・

分割数8の場合

鋼材を挟んでみると・・・

  • 降伏応力:1.00528E-4
荷重(N)節点番号624での変位(m)
0.13.273E-13
0.26.546E-13
0.39.807E-13
0.41.294E-12
0.51.595E-12
0.61.976E-12
  • 荷重と変位の関係(縦軸:荷重 横軸:変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/8te.png

接触解析の場合

分割数128の場合

  • 解析モデル http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/oyama/masatu128.png
    • 上からの荷重:2N
  • 台(鋼材)の寸法等
    • 長さ:60cm
    • 幅:24cm
    • 高さ:1cm
    • ヤング率:206GPa
    • ポアソン比:0.3
  • 試験体(木材)の寸法
    • 長さ:20cm
    • 幅:8cm
    • 高さ:10cm
    • \( {E_{x}} \)=\( {6GPa} \),\( {E_{y}} \)=\( {\frac{E_{x}}{25}} \),\( {E_{z}} \)=\( {\frac{E_{x}}{25}} \)
    • \( {n_{xy}} \)=\( {0.4} \),\( {n_{yz}} \)=\( {0.016} \),\( {n_{zx}} \)=\( {0.016} \)
    • \( {G_{xy}} \)=\( {400} \),\( {G_{yz}} \)=\( {400} \),\( {G_{zx}} \)=\( {400} \)
荷重(N)変位(m)鋼材と木材のズレ(m)せん断応力\( {\sigma_{zx}} \)(MPa)
0.51.971E-1203.199E-05
0.62.366E-1203.839E-05
0.72.760E-1204.479E-05
0.83.154E-1205.118E-05
0.93.549E-1205.759E-05
1.02.484E-102.446E-106.328E-05
1.11.717E-091.713E-096.571E-05
  • せん断応力と変位の関係(縦軸:せん断応力\( {\sigma_{zx}} \) 横軸:変位(m)) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/oyama/jis128.png

分割数16の場合

荷重(N)変位せん断応力\( \sigma_{zx} \)(MPa)
0.106.357E-6
0.201.271E-5
0.301.907E-5
0.402.543E-5
0.503.181E-5
0.603.818E-5
0.704.445E-5
0.805.092E-5
0.905.730E-5
0.9105.793E-5
0.9205.856E-5
0.9305.920E-5
0.9405.984E-5
0.9506.048E-5
0.9606.115E-5
0.979.495152E-116.171E-5
0.983.3654032E-106.166E-5
0.991.41E-74.805E-5
1.02.39E-74.450E-5
1.10.003577970.000125
  • 荷重と変位の関係(縦軸:荷重 横軸:変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/aa.png
  • せん断応力と変位の関係(縦軸:せん断応力\( {\sigma_{zx}} \) 横軸:変位(m)) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/aaa.png

摩擦試験モデルと挟んだモデルについて

  • のっけている材料を基準に考える
  • 摩擦試験モデル→masatsusikentenp
  • 挟んだモデル→hasamutemp
  • tempはMeshを切っていない
  • 分割数
    • x方向:任意
    • y方向:6
    • z方向:8
    • 挟んだモデルの挟んでいる物体のz方向の分割数は2

弾塑性解析(POWER LOWにした時)

  • COEFFICIENT B=2の時
    応力(MPa)変位(m)ひずみヤング率(GPa)
    1004.836E-44.836E-4206.8
    2009.671E-49.671E-4206.8
    2351.151E-41.151E-4204.1
    2509.251E-19.251E-1
    3004.5024.502
    3508.0798.079
    40011.6611.66
  • COEFFICIENT B=5の時
    応力(MPa)変位(m)ひずみヤング率(GPa)
    1004.836E-44.836E-4206.8
    2009.671E-49.671E-4206.8
    2351.138E-31.138E-3206.5
    2507.106E-17.106E-1
    3004.2284.228
    3507.8647.864
    40011.4411.44
  • COEFFICIENT B=10の時
    応力(MPa)変位(m)ひずみヤング率(GPa)
    1004.836E-44.836E-4206.8
    2009.671E-49.671E-4206.8
    2351.137E-31.137E-3206.6
    2507.106E-17.106E-1
    3004.2284.228
    3507.8647.864
    40011.4411.44
  • COEFFICIENT B=30の時
    応力(MPa)変位(m)ひずみヤング率(GPa)
    1004.836E-44.836E-4206.8
    2009.671E-49.671E-4206.8
    2351.137E-31.137E-3206.6
    2507.106E-17.106E-1
    3002.4992.449
    3507.8647.864
    40011.4411.44
  • COEFFICIENT B=30の時
    応力(MPa)変位(m)ひずみヤング率(GPa)
    1004.836E-44.836E-4206.8
    2009.671E-49.671E-4206.8
    2351.157E-31.157E-3206.6
    2507.106E-17.106E-1
    3002.4992.449
    3507.8647.864
    40011.4411.44
  • 荷重と変位の関係(縦軸:荷重 横軸:変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/aaaa.png

TABLE機能を用いた弾塑性解析

  • MATERIAL PROPATYの中にあるTABLE機能を用いて、応力と塑性ひずみを入力すれば、完全弾塑性体になる...?
  • 傾きは自分で与える
  • 与えた傾き、応力から塑性ひずみを逆算し、入力
  • 弾性域の傾きは206000

傾き2とした場合

  • 与えた塑性ひずみ
    応力(MPa)塑性ひずみ
    2350
    235.15.05705E-2
    235.21.005705E-1
    235.31.505705E-1
    235.42.005705E-1
    235.52.505705E-1
  • 解析結果
    応力(MPa)変位(m)ひずみ
    1004.836E-44.836E-4
    2009.671E-49.671E-4
    2352.083E-32.083E-3
    235.16.229E-36.229E-3
    235.21.258E-21.258E-2
    235.31.856E-21.856E-2
    235.42.433E-22.433E-2
    235.53.015E-23.015E-2
  • 荷重と変位の関係(縦軸:荷重 横軸:ひずみ) 傾き:17.81451527 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/235-4.png

傾き20とした場合

  • 与えた塑性ひずみ
    応力(MPa)塑性ひずみ
    2350
    235.15.05705E-3
    235.21.005705E-2
    235.31.505705E-2
    235.42.005705E-2
    235.52.505705E-2
  • 解析結果
    応力(MPa)変位(m)ひずみ
    1004.836E-44.836E-4
    2009.671E-49.671E-4
    2351.316E-31.775E-3
    235.13.829E-33.829E-3
    235.26.453E-36.453E-3
    235.38.930E-38.930E-3
    235.41.143E-21.143E-2
    235.51.394E-21.394E-2
  • 荷重と変位の関係(縦軸:荷重 横軸:変位) 傾き;39.57574798 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/235-3.png

傾き200とした場合

  • 与えた塑性ひずみ
    応力(MPa)塑性ひずみ
    2350
    235.15.05705E-4
    235.21.005705E-3
    235.31.505705E-3
    235.42.005705E-3
    235.52.505705E-3
  • 解析結果
    応力(MPa)変位(m)ひずみ
    1004.836E-44.836E-4
    2009.671E-49.671E-4
    2351.316E-31.316E-3
    235.11.738E-31.738E-3
    235.22.119E-32.119E-3
    235.32.508E-32.508E-3
    235.42.902E-32.902E-3
    235.53.298E-33.298E-3
  • 応力と変位の関係(縦軸:応力 横軸:変位) 傾き:252.2704339 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/235.png

傾き2000とした場合

  • 与えた塑性ひずみ
    応力(MPa)塑性ひずみ
    2350
    235.15.05705E-5
    235.21.005705E-4
    235.31.505705E-4
    235.42.005705E-4
    235.52.505705E-4
  • 解析結果
    応力(MPa)変位(m)ひずみ
    1004.836E-44.836E-4
    2009.671E-49.871E-4
    2351.183E-31.183E-3
    235.11.225E-31.225E-3
    235.21.270E-31.270E-3
    235.31.315E-31.315E-3
    235.41.361E-31.361E-3
    235.51.406E-31.406E-3
  • 応力とひずみの関係(縦軸:応力 横軸:ひずみ) 傾き:2242.152466 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/235-1.png

傾き20000とした場合

  • 与えた塑性ひずみ
    応力(MPa)塑性ひずみ
    2350
    235.15.05705E-6
    235.21.005705E-5
    235.31.505705E-5
    235.42.005705E-5
    235.52.505705E-5
  • 解析結果
    応力(MPa)変位(m)ひずみ
    1004.836E-44.836E-4
    2009.671E-49.671E-4
    2351.151E-31.151E-3
    235.11.150E-31.150E-3
    235.21.155E-31.155E-3
    235.31.160E-31.160E-3
    235.41.170E-31.165E-3
    235.51.170E-31.170E-3
  • 応力とひずみの関係(縦軸:応力 横軸:ひずみ) 傾き:26315.78947 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/235-2.png

まとめ

  • 傾きを決め、そこから逆算し塑性ひずみを求め、与えたことにより、各々の塑性ひずみは変わる。
  • 塑性ひずみが変わったことにより、傾きは変わる。
  • 応力とひずみの関係(縦軸:応力 横軸:ひずみ) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/235ga.png
  • 上のグラフの拡大版(縦軸:応力 横軸:ひずみ) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/235ga1.png

弾塑性材料を挟んだ場合の水平変位

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/masamugg.png

  • 摩擦試験の条件で台と材料の間に挟んだ場合の水平変位
  • 摩擦係数に相当する弾塑性材料を挟む
  • 変位を見る場所は何点かとって接触解析の解析結果と一番近い箇所を取ることとする

弾塑性材料(挟んだ材料)

  • ポアソン比:0.3
  • 235MPaで降伏

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/hasamugg1.png

  • 塑性して動いた!
  • 進む面に荷重をかけ過ぎると、傾いたりするみたい...
  • 荷重は変えずに、左右に配分すると傾かなくなる。
    • 1:4とか1:5みたいにかければいい感じ。
    • できるだけ大きい荷重は後ろ(押す方向)にかけてあげれば良い。

ヤング率206MPaの場合

  • Plasticityに降伏応力を入れた場合(TABLE機能は使用していない)
    応力(MPa)先端の点(1)での変位(m)真ん中の点(2204)での変位(m)後ろの点(6236)での変位(m)
    2353.11384E-43.00343E-42.89997E-4
    2403.18009E-43.06733E-42.96139E-4
    2503.31259E-43.19513E-43.08478E-4
    2603.4451E-43.32294E-43.20817E-4
    2705.19406E-35.23197E-35.27268E-3
  • 上と同じ条件でポアソン比0.4とした場合
    応力(MPa)先端の点(1)での変位(m)真ん中の点(2204)での変位(m)後ろの点(6236)での変位(m)
    2353.34033E-43.22853E-43.12506E-4
    2403.4114E-43.29722E-43.19155E-4
    2503.55354E-43.4346E-43.32453E-4
    2603.70568E-43.57199E-43.45751E-4
  • Plasticityに降伏応力を入れない場合(弾性?としての解析)
    応力(MPa)先端の点(1)での変位(m)真ん中の点(2204)での変位(m)後ろの点(6236)での変位(m)
    2353.11384E-43.00343E-42.8997E-4
    2403.18009E-43.06733E-42.96139E-4
    2503.331259E-43.19513E-43.08478E-4
    2603.4451E-43.32294E-43.20817E-4
    2703.5776E-43.45075E-43.33156E-4

ヤング率20MPaにした時

  • Plasticityに降伏応力を入れた場合(TABLE機能は使用していない)
    応力(MPa)先端の点(1)での変位(m)真ん中の点(2204)での変位(m)後ろの点(6236)での変位(m)
    2353.07785E-33.06637E-33.05518E-3
    2403.14333E-33.13161E-33.12019E-3
    2503.27431E-33.26209E-33.25019E-3
    2603.40528E-33.39258E-33.3802E-3
    2703.53625E-33.52306E-33.51021E-3
    2803.66722E-33.65354E-33.64022E-3
    2903.79819E-33.78403E-33.777022E-3
    3003.92917E-33.91451E-33.90023E-3

挟まないモデル

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/hasamanai.png

  • 接合部分の点は変形しない(動かない)
  • 荷重を加える場所によって変形は変わる
  • 後はヤング率をいじって理想の変形を探す...

横方向に一様に荷重をかけた場合 その1

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/sendan1.png

  • 降伏応力:100MPa
  • 長さ:200mm=0.2m
  • 幅:80mm=0.08m
  • 高さ:1mm=0.001m
  • 相当応力\( \bar{\sigma} \)を求める式

\( \bar{\sigma}=\sqrt{\frac{3}{2}}\sqrt{S_{xx}^2+S_{yy}^2+S_{zz}^2+2(S_{xy}^2+S_{yz}^2+S_{zx}^2)} \)

\( S_{xx}=\sigma_{xx}-\sigma_{m} \) \( S_{yy}=\sigma_{yy}-\sigma_{m} \) \( S_{zz}=\sigma_{zz}-\sigma_{m} \) \( S_{xy}=\sigma_{xy} \) \( S_{yz}=\sigma_{yz} \) \( S_{zx}=\sigma_{zx} \)

\( \sigma_{m}=\frac{1}{3}(\sigma_{xx}+\sigma_{yy}+\sigma_{zz}) \)

全面に荷重をかけた場合

真ん中の点(0.1m,0.04m,0.001m)

荷重(N)\( \sigma_{Mises} \)相当応力\( \sigma_{xx} \)\( \sigma_{yy} \)\( \sigma_{zz} \)\( \tau_{xy} \)\( \tau_{yz} \)\( \tau_{zx} \)変位(m)
10000.08602580.08601606700001.34224E-180.049661406.29E-10
50000.4301290.43008033905.18696E-158.10463E-17000.2483073.14584E-9
100000.8602580.86016067901.037E-141.620E-1603.13985E-180.4966146.29167E-9
150001.290391.29024102001.29674E-1502.148E-170.7449219.4375E-9
200001.720521.72032135900001.514E-170.9932281.25833E-8
250002.150642.1503930398.299E-1406.4837E-1604.29518E-171.241531.573E-8
260002.236672.23642400300002.269E-171.29121.63583E-8
290002.494752.49446493200002.269E-171.440181.82458E-8
300002.580772.58047857500008.347E-171.489841.8875E-8
  • 荷重と変位の関係(縦軸:変位 横軸:荷重) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/so.png

端の点(0.2m,0m,0.001m)

  • 応力が集中している
    荷重(N)\( \sigma_{Mises} \)相当応力\( \bar{\sigma} \)\( \sigma_{xx} \)\( \sigma_{yy} \)\( \sigma_{zz} \)\( \tau_{xy} \)\( \tau_{yz} \)\( \tau_{zx} \)変位(m)
    10000.7014450.71340960160.5444470.085576-0.079059-0.01290.002760.2555.232-9
    100007.014457.128102925.444470.855756-0.79059-0.1291210.02755582.545345.232E-8
    1500010.521710.6921510988.16671.28363-1.18589-0.1936810.04133373.8187.84864E-8
    2000012.293512.5402989099.965162.07722-1.06716-0.2008250.04647434.480411.08583E-7
    2500011.199511.428680988.535473.6565-0.334745-0.0348780.02110374.87861.75359E-7
    300001010.2181375134.516153.26422-1.53686-0.118612-0.007612434.957814.65926E-7

端に荷重をかけない場合

応力が大きい点(8082)

荷重(N)\( \sigma_{Mises} \)相当応力\( \bar{\sigma} \)\( \sigma_{xx} \)\( \sigma_{yy} \)\( \sigma_{zz} \)\( \tau_{xy} \)\( \tau_{yz} \)\( \tau_{zx} \)変位(m)
10000.3294440.43778551-0.350768-0.05354910.0289440.00173891-0.0004816590.0225921-6.05511E-10
50001.647222.188877546-1.75384-0.2677450.144720.00169455-0.00240830.11296-3.02755E-9
100003.294444.277855102-3.50768-0.5354910.289440.0173891-0.00481650.225921-6.05511E-9
150004.941666.566782584-5.26152-0.8032360.4341610.0260837-0.007224890.338881-9.08266E-9
200006.588888.755709782-7.01536-1.070980.5788810.0347782-0.00963310.451841-1.21102E-8
250008.2360910.94463824-8.7692-1.338730.7236010.0434728-0.01204150.564802-1.51378E-8
300009.8833113.13351663-10.523-1.606470.8683210.0521673-0.01444980.677762-1.81653E-8
3500012.530515.32143528-12.276-1.874221.013040.0608619-0.01685810.790722-2.11929E-8

真ん中の点

荷重(N)\( \sigma_{Mises} \)相当応力\( \bar{\sigma} \)\( \sigma_{xx} \)\( \sigma_{yy} \)\( \sigma_{zz} \)\( \tau_{xy} \)\( \tau_{yz} \)\( \tau_{zx} \)変位(m)
10000.1395470.139524532000000.08056031.0134E-9
50000.6977340.697673529000000.4028025.06701E-9
100001.395471.395345327000000.8056031.0134E-8
150002.09322.093010196000001.20841.5201E-8
200002.790942.790697582000001.611212.0268E-8
250003.488673.488367647000002.014012.5335E-8
300004.18644.186037712000002.416813.0402E-8
350004.884144.883707778000002.819613.54691E-8
500006.977346.976735294000004.028025.06701E-8
600008.379738.378986307000004.837616.08377E-8

横方向に一様に荷重をかけた場合 その2

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/sendan.png

  • せん断によって変形を起こすかをcheck
  • \( \sigma=\sqrt{3}\tau \)の関係からせん断応力を出す
  • せん断応力に断面積をかけて荷重とする
  • Point Loadで解析する
応力(MPa)荷重(MN)変位(m)
1005.773502691.323E-4
1508.6602540381.984E-4
1609.2376043072.210E-4
1709.8149545762.494E-4
18010.392304852.943E-4
19010.96955113.678E-4
20011.547005389.527E-4
  • 応力と変位の関係(縦軸:応力 横軸:変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/sita1.png

側面に硬い材料を挟めた場合

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/soku.png

  • 弾塑性材料
    • ヤング率:206GPa
    • 降伏応力:235MPa
  • 側面の硬い材料
    • ヤング率:2060GPa
  • ファイル名:soku
応力(MPa)変位(m)
1005.782E-5
2001.157E-4
2351.317E-4
3002.303E-4
5002.891E-4
10005.782E-4
  • 1000MPaを超え始めると、底面は固定されているから動かない。
  • 上面だけが動く(下図は2000MPaの時の挙動) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/2000.png

等方性でヤング率を木材のヤング率にした場合の引張試験

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/moy.png

  • ヤング率:6GPa
  • 降伏応力:10MPa
応力(MPa)変位(m)ヤング率(GPa)
11.661E-46.02
58.307E-46.02
91.496E-36.02
104.711E-32.12
10.013.367E-10.0297
10.027.141E-10.0140
10.031.0880.00922

間に載せている材料と同じヤング率の材料を挟んだ場合

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/moy2.png

  • ヤング率:6GPa
  • 挟んだ材料の降伏応力:10MPa
応力(MPa)変位(m)
12.968E-5
51.495E-4
61.804E-4
72.116E-4
82.452E-4
8.12.487E-4
8.22.523E-4
8.32.559E-4
8.42.595E-4
8.52.630E-4
8.62.665E-4

接触解析

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/se.png

木と鋼材の接触解析

  • 上の材料:木材
  • 下の材料:鋼材
  • 上の番号:2204
  • 下の番号:14142
  • 上からのプレストレス:70KN
  • ファイル名:128haji
応力(MPa)変位(m)
0.70
0.750
0.760
0.772.41E-7
0.783.5559E-6

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/heni4.png

  • 0.76MPaの時の\( \sigma_{zx} \)を用いる
  • 荷重に直すと6.08KN
  • \( \sigma_{zx} \)=0.38996MPa
  • \( \bar{\sigma} \)=0.67543MPa

摩擦試験に基づいた接触解析

  • 上の材料:木材
  • 下の材料:鋼材
  • 上の番号:2204
  • 下の番号:14142
  • 上からのプレストレス:1.96N
  • ファイル名:128hajimasatsushiken
荷重(N)変位(m)
0.10
0.50
0.90
0.910
0.920
0.930
0.940
0.950
0.960
0.970
0.982.4222039E-10
0.993.8789757E-10
1.05.2208019E-10

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/heni5.png

オンサイト木橋に降伏点を与えた材料を挟んだ場合

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/oyama/onsaitedmodel.png

  • 簡単に解析するため片持ち梁として解析(有限要素でよくある応力集中をなるべく避けるため)
  • かけた荷重は50KN

プレストレスがない場合

\( \sigma_{zx}=0 \),\( \sigma_{y}=\bar{\sigma} \)となる。

\( \bar{\sigma}=\sqrt{\frac{3}{2}}\sqrt{2\sigma_{zx}^2}=\sqrt{3}\sigma_{zx} \)

\( \sigma_{zx}=\frac{S}{A} \)

  • 降伏点は\( \sigma_{Y}=\bar{\sigma}=\sqrt{3}\sigma_{zx} \)から算出した。
  • \( \sigma_{zx} \)を接触解析で求めたものを使用
  • 0.76MPaの時の\( \sigma_{zx} \)を用いる
  • 荷重に直すと6.08KN
  • \( \sigma_{zx} \)=0.38996MPa
  • \( \bar{\sigma} \)=0.67543MPa これを降伏応力とする
幅(m)変位(m)
00.00593122
0.00450.00595046
0.0090.00596992
0.00950.00599278
0.010.00599186
0.070.00633373
0.130.00678022
0.13050.0067855
0.1310.00678709
0.1910.0071762
0.2510.00753936
0.25150.00754372
0.2520.00754454
0.3120.00777123
0.3720.00798269
0.37250.0079854
0.3730.00798457
0.4330.00799928
0.4930.00798457
0.49350.0079854
0.4940.00798269
0.5540.00777123
0.6140.00754454
0.61450.00754372
0.6150.00753936
0.6750.0071462
0.7350.00678709
0.73550.0067855
0.7360.00678022
0.7960.00633373
0.8560.00599186
0.85650.00599278
0.8570.00596992
0.86150.00595046
0.8660.00593122

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/heni3.png

プレストレスがある場合

\( \sigma_{zz}=\sigma_{PC} \) ※\( \sigma_{PC} \):プレストレス(応力に直したもの)

\( \sigma_{zx}=\frac{S}{A} \)

\( \bar{\sigma}=\sqrt{\frac{3}{2}(\sigma_{zz}^2+2\sigma_{zx}^2)} \)

\( \sigma_{y}=\bar{\sigma} \)

\( \sigma_{y}=\bar{\sigma}=\sqrt{\frac{3}{2}(\sigma_{zz}^2+2\sigma_{zx}^2)} \)

  • プレストレスの分の応力\( \sigma_{PC} \)=0.972MPa
  • \( \sigma_{zx} \)=0.38996MPa
  • 相当応力\( \bar{\sigma} \)=1.3687MPa
幅(m)変位(m)
00.00592731
0.00450.00594664
0.0090.00596622
0.00950.00598644
0.010.00598621
0.070.00633283
0.130.00677894
0.13050.00678485
0.1310.00678582
0.1910.00714519
0.2510.00753791
0.25150.00754288
0.2520.00754308
0.3120.00777023
0.3720.0079812
0.37250.00798381
0.3730.00798308
0.4330.00799833
0.4930.00798308
0.49350.0079381
0.4940.0079812
0.5540.00777023
0.6140.00754308
0.61450.00754218
0.6150.00753791
0.6750.00714519
0.7350.00678582
0.73550.00678415
0.7360.00677894
0.7960.00633283
0.8560.00598621
0.85650.00598644
0.8570.00596622
0.86150.00594664
0.8660.00592731

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/heni7.png

弾塑性解析の基礎

inpファイルをmentatにインポートする方法

scp ~.inp kisoken@quartet.gipc.akita-u.ac.jp:ファイル名

Mentatメモ

  • 変位を見る時(走らせる前) 
    • MOVE(数値適当)→欲しいところをZoom→RESULT→TOOL→SHOW NODE→欲しい点をクリック→メモ
  • 変位を見る時(走らせた後)
    • RESULT→TOOL→SHOW NODE→欲しい点をクリック→メモ
  • 上下の材料の寸法が違う場合、要素数は力技で合わせる
    • 上下の寸法を倍数にすれば合わせやすい
  • 摩擦試験
    • 力は面荷重(FACE LOAD)にすればうまくいく
  • 引張試験
    • 面荷重で解析したほうがうまくいく ※断面積で割ること
  • 弾塑性解析
    • MATERIAL PROPERTIESを開いてPLASTICITYを選択 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/plasticity1.png
    • 開いてYIELD STRESSに降伏応力を入力 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/plasticity2.png
    • おそらくbilinearモデルで解析してると考えられる
      • 降伏点まではほとんど変化しない(が拡大してグラフを書くと比例関係にある)
      • 降伏点に達すると伸びる(比例関係にある)
  • 用語
    • POINT ROAD:集中荷重
    • EDGE ROAD:縁荷重(端荷重)→縁(端)にかかる荷重
    • FACE ROAD:面荷重
    • Comp 11 of Stress:X方向の垂直応力
    • Comp 22 of Stress:Y方向の垂直応力
    • Comp 33 of Stress:Z方向の垂直応力
    • Comp 12 of Stress:XY方向の応力?
    • Comp 23 of Stress:YZ方向の応力?
    • Comp 31 of Stress:ZX方向の応力?

タイピング

日付タイム
4/217.44

卒論テーマ

木橋(応急橋)をやりたい。

Salome課題(たわみvを解析)

・縦(x方向);200mm=0.2m

・横(y方向);800mm=0.8m

・高さ(z方向);2000mm=2m

・ヤング率;6GPa

・ポアソン比;0.3

・せん断補正係数;5/6

・せん断弾性係数;2.31GPa

v(理論値)=0.0589m

Nolength節点数第1要素数第2要素数第3要素数v(解析結果)[m]相対誤差(実験値-理論値/理論値)[%]備考欄
1216.333196663125980.0523-10.06初期値
21804107664813100.0530-9.80
31506828896024680.0560-4.69
4130807100114429030.0562-4.30
5100915120132432530.0561-4.52
67032451763832132840.0573-2.48
75043882405320177710.0573-2.48
82031215600226001498520.0577-1.80この値が限界

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/kadai1.png

※縦軸:相対誤差 横軸:節点数

●考察

・ 理論値で求めたたわみをもとにSalomeで解析を行った。初期値(length216.333)で解析を 行うと、相対誤差が-10.06%と大きな誤差が出た。

・ あまりにも誤差が大きくなったので、lengthを180まで落とし、その後、30ずつ落とし、  メッシュを細かくしていき解析を行なっていった。length150あたりから、誤差が小さくなっ ていった。

・ さらにメッシュを細かくしていき、length20で、相対誤差が-1.80%になった。誤差がかな り小さくなった。

・ かなり近くなったので、さらにメッシュを細かくして、解析をしようと試みたが、パソコ ンの計算能力が追いつかず、フリーズしてしまったため、ここで断念した。

・ メッシュを細かくし、解析することにより、誤差を1%台まで縮小できた。

・ 断面を変えたり、材料を変えたりし、解析しながら、たわみ、精度を解析していく必要が あると考えられる。

Salome課題(直方体要素でvを解析)

・縦(x方向);200mm=0.2m

・横(y方向);200mm=0.2m

・高さ(z方向);2000mm=2m

・ヤング率;6GPa

・ポアソン比;0.3

・せん断補正係数;5/6

・せん断弾性係数;2.31GPa

v(理論値)=0.000336m

NoNumber of Segments(分割数)節点数第1要素数第2要素数第3要素数v(解析結果)[m]相対誤差(実験値-理論値/理論値)[%]備考欄
1154096180135033750.000282-16.1初期値
2209261240240080000.000301-10.1
325175763003750156250.000313-7.14
430297913605400270000.000319-5.05
535466564207350428750.000332-4.12
6406898214809600640000.000325-3.27

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/kadai2.png

※縦軸:相対誤差 横軸:分割数

Salome課題(直方体要素でvを解析)

・縦(x方向);500mm=0.5m

・横(y方向);500mm=0.5m

・高さ(z方向);1000mm=1m

・ヤング率;6GPa

・ポアソン比;0.3

・せん断補正係数;5/6

・せん断弾性係数;2.31GPa

v(理論値)=1.274E-06m

NoNumber of Segments(分割数)節点数第1要素数第2要素数第3要素数v(解析結果)[m]相対誤差(実験値-理論値/理論値)[%]備考欄
1154096180135033751.227E-06-3.69初期値
2209261240240080001.228E-06-3.61
325175763003750156251.230E-06-3.46
430297913605400270001.233E-06-3.21
535466564207350428751.234E-06-3.14
640689214809600640001.235E-06-3.06

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/kadai3.png

※縦軸:相対誤差 横軸:分割数

Salome課題(mokuzai.f90でvを解析)

・縦(x方向);200mm=0.2m

・横(y方向);200mm=0.2m

・高さ(z方向);2000mm=2m

・ヤング率;6GPa

・ポアソン比;0.3

・せん断補正係数;5/6

・せん断弾性係数;2.31GPa

v(理論値)=3.48E-04m

NoNumber of Segments(分割数)節点数第1要素数第2要素数第3要素数v(解析結果)[m]相対誤差(実験値-理論値/理論値)[%]備考欄
1154096180135033753.38E-04-2.87初期値
2209261240240080003.42E-04-1.72
325175763003750156253.44E-04-1.14
430297913605400270003.45E-04-0.862
535466564207350428753.46E-04-0.575
6406898214809600640003.46E-04-0.575

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/kadai4.png ※縦軸:相対誤差 横軸:分割数

Salome課題(mokuzai.f90でvを解析)

・縦(x方向);500mm=0.5m

・横(y方向);500mm=0.5m

・高さ(z方向);1000mm=1m

・ヤング率;6GPa

・ポアソン比;0.3

・せん断補正係数;5/6

・せん断弾性係数;2.31GPa

v(理論値)=2.27E-06m

NoNumber of Segments(分割数)節点数第1要素数第2要素数第3要素数v(解析結果)[m]相対誤差(実験値-理論値/理論値)[%]備考欄
1154096180135033752.27-060.442初期値
2209261240240080002.27E-060.442
325175763003750156252.27E-060.442
430297913605400270002.27E-060.442
535466564207350428752.27E-060.442
640689214809600640002.27E-060.442

Salome課題(材料が2つ)

●鋼材(両端)

・縦(x方向);1mm=\( {1\times10^{-3}} \)m

・横(y方向);30mm=\( {30\times10^{-3}} \)m

・高さ(z方向);1000mm=\( {30\times10^{-3}} \)m

●木材(中央)

・縦(x方向);10mm=\( {10\times10^{-3}} \)m

・横(y方向);30mm=\( {30\times10^{-3}} \)m

・高さ(z方向);1000mm=\( {30\times10^{-3}} \)m

Nolength節点数第1要素数第2要素数第3要素数v(解析結果)[m]相対誤差(実験値-理論値/理論値)[%]備考欄
14.409086021329002389\( {2.82\times10^{-7}} \)
23152218422526658\( {2.88\times10^{-7}} \)

箱型断面の解析(木材と鋼材)

  • 木材
    • 縦(x方向):840mm
    • 高さ(y方向):120mm
    • 幅(z方向):3000mm
  • 鋼材
    • 縦(x方向):9mm
    • 高さ(y方向):500mm
    • 幅(z方向):3000mm
Nolength節点数第1要素数第2要素数第3要素数v(解析結果)[m]
1316.0094561727361627\( {1.72\times10^{-6}} \)
225068220811202378\( {2.41\times10^{-6}} \)
3200132525622964447\( {6.71\times10^{-6}} \)
4150165332828045942\( {7.73\times10^{-6}} \)
51005195488760819969\( {9.03\times10^{-6}} \)
650133029521828853151\( {1.10\times10^{-5}} \)

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2014/fujimura/Screenshot.png

3点曲げと半解析

木材と鋼材のみの棒を解析

  • 三点曲げ
    • 木材
      • 縦(x方向):840mm
      • 高さ(y方向):120mm
      • 幅(z方向):6000mm
      • haji=150mm
        解析値理論値(ティモシェンコの式)相対誤差
        \( {7.69\times10^{-6}} \)\( {9.64\times10^{-6}} \)-20.2%
  • 鋼材
    • 縦(x方向):840mm
    • 高さ(y方向):120mm
    • 幅(z方向):6000mm
    • haji=150mm
      解析値理論値(ティモシェンコの式)相対誤差
      \( {2.46\times10^{-7}} \)\( {2.55\times10^{-7}} \)-3.53%
  • 半解析
    • 木材
      • 縦(x方向):840mm
      • 高さ(y方向):120mm
      • 幅(z方向):3000mm
      • haji=150mm
        解析値理論値(ティモシェンコの式)相対誤差
        \( {8.13\times10^{-6}} \)\( {9.64\times10^{-6}} \)-15.7%
  • 鋼材
    • 縦(x方向):840mm
    • 高さ(y方向):120mm,25000,2.15064,8.299E-14,0,6.4837E-16,0,4.29518E-17,1.24153,1.573E-8
    • 幅(z方向):3000mm
    • haji=150mm
      解析値理論値(ティモシェンコの式)相対誤差
      \( {2.53\times10^{-7}} \)\( {2.55\times10^{-7}} \)-0.784%

課題

  • Mentatで接触解析

プレゼンの基本(後藤流儀)

  • 文章は書かない
  • 文章を書くとしたらキーワードのみ
  • 絵、イラストで説明する
  • タイトル、終わりのスライドはいらない
  • 原稿は作らない
  • 数値情報はいらない

机の配置

  • 2個追加
    • 壁側の右から2つ目と真ん中の列の一番右端(向きが違うやつ)
      • 壁側から右から2つ目:メモリが入っていない→DDR3っていうもの ※研究室にあったのはDDR2ってやつ
      • 真ん中の列の一番端(向きが違うやつ)→Ubuntu入っていないから、後藤さんに確認

3Dプリンター組の実験(引張試験)

  • 本来ならば2日間やるが、容量が大きすぎて測定できない。だから、1日ずつ区切ってやる。実験は3日間でやる。 (1日載荷、1日除荷)
  • やり方
    • 1日目
      1.データファイルを保存→実験日の日付にする
      2.ファイル番号を0にする
      3.温度check
      4.集録ボタンを押す
      5.30s後載荷(これが一番大事。絶対忘れない!)
    • 2日目
      1.勝手に止まる
      2.集録ボタンを押す
      3.30秒たったらおもりをはずす(これも大事。絶対忘れない!)
    • 3日目
      勝手に止まる

グラフの書き方

  • 剛性(硬さ)を傾きと考えるから、縦軸を荷重や応力とする
  • gnuplotでグラフを書いて軸を反転させたい時、plot 'ファイル名'の後にusing 2:1と打つ。そうすれば反転する。
  • 軸を上下反転させる場合yr[] reverse と打てばいい

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Last-modified: 2020-01-20 (月) 12:31:16