卒論日誌

日付時間帯作業時間(h)内容立会
4/918:00~19:001タイピング練習鈴木
4/1019:00~20:001タイピング練習
4/1122:00~22:300.5構造力学
4/1210:30~11:301構造力学
4/1418:00~19:001カレンダー作成
4/1521:00~22:301.5外国語文献
4/169:00~10:001構造力学
4/1620:00~23:303.5構造力学
4/2716:45~17:451ゼミ課題
4/3013:30~14:301論文検索
4月合計12
5/420:20~22:202外国語文献
5/822:10~22:400.5タイピング練習
5/1720:00~21:301.5salome
5月合計4
6/1613:30~16:503ゼミ課題
6/1814:00~15:401.5先行研究調べ
6/2114:00~15:301.5先行研究調べ
6/2119:45~21:452先行研究調べ
6/2322:30~23:050.5salome
6/2420:30~22:302stpファイルの読み込み、メッシュ
6月合計10.5
7/320:30~23:303熱応力の練習
7/79:00~18:009木橋見学(森吉)
7/1312:30~14:302熱応力の練習
7/2715:00~17:002たわみ計の調整
7/2814:00~16:002振り子の調整
7/3117:45~20:453熱伝導(case1)
7月合計21
8/615:00~19:004キングポストトラスの検索、熱応力プログラム作成
8/813:00~17:004熱応力のプログラム作成
8/1415:00~19:004熱応力の演習(手計算と比較)
8/2813:00~18:005熱変位の誤差の確認
8/2913:00~16:003熱変位の誤差の確認
8/2918:00~20:002熱変位を単位荷重法で解く
8/3012:00~15:003熱変位を単位荷重法で解く
8/3015:00~21:006熱変位
8/3116:00~18:002熱変位
8月合計33
9/114:30~19:305熱変位(部材を細くしていくとどうなるのか検証)
9/210:00~20:3010.5熱変位(メッシュを細くしていくとどうなるのか検証)
9/38:30~16:308熱応力の確認及び変位を少しだけ確認
9/612:00~21:0092材料で熱変位を解く
9/717:00~20:0032材料で熱変位を解く
9/89:00~18:0092材料でのmesh要素の確認、モデル作成
9/910:00~16:0062材料の簡単なモデルの解析
9/1208:30~13:3052材料の簡単なモデルの解析
9/1216:00~19:303.52材料の簡単なモデルの解析
9/1308:30~12:304木組みモデルを考える及び構造力学の用語調べ
9/1314:30~19:305木組みモデルを考える及び構造力学の用語調べ
9/1517:00~20:003キングポストトラスの剛結モデル作成
9/169:00~11:002tex
9/1615:00~18:003tex
9/1620:00~21:001tex
9/1709:00~11:002tex
9/1716:00~23:007texで卒論概要作成斉藤さん
9/1809:00~15:006texで卒論概要作成
9/1817:00~18:001texで卒論概要作成斉藤さん
9/199:00~12:003texで卒論概要作成
9/1914:00~18:004texで卒論概要作成
9/1920:00~23:003texで卒論概要作成
9/2010:00~12:002texで卒論概要作成
9/2014:00~18:004texで卒論概要作成
9/2110:00~12:002中間発表スライド作成
9/2114:00~18:004中間発表スライド作成
9/2118:00~19:001木組みモデル探し及び作成
9/229:00~13:004木組みモデル作成
9/2215:00~21:006木組みモデル解析
9/2311:00~15:004木組みモデル解析
9/2715:00~18:003スライド作成・発表練習
9/2810:00~12:002スライド作成・発表練習
9/2814:00~16:002スライド作成
9/2818:00~19:001発表準備
9/299:00~13:004発表準備
9/2913:00~16:003中間発表
9月合計145
10/215:00~18:003パソコンの準備
10/521:00~23:002木組みの簡単なモデルを両端固定で解析及び比較
10/610:00~13:003熱を加えた状態で載荷
10/614:00~17:003熱を加えた状態で載荷
10/710:00~13:003熱を加えた状態で載荷
10/812:00~17:005熱を加えた状態で載荷及び熱のやり方をwikiに更新
10/908:30~11:303熱を加えた状態で載荷(面)
10/1010:00~11:001熱を加えた状態で載荷(面)
10/1212:00~17:005変位の比較
10/1308:00~12:004変位の比較
10/1315:00~16:001変位の比較
10/1609:00~12:003変位の比較
10/1709:00~11:002モデル作成
10/1810:30~12:001.5モデル作成
10/1814:00~17:003残留応力調べ
10/2008:00~11:003残留応力調べ
10/2014:00~15:001残留応力調べ
10/2114:00~15:001残留応力調べ
10/2210:00~11:001残留応力調べ
10/2213:00~17:004木材利用シンポジウム
10/2308:00~11:003残留応力調べ
10/2314:30~16:302残留応力調べ
10/2408:00~11:003モデル作成
10/2416:00~19:003モデル作成
10/2614:00~17:003モデル作成、面に熱を与えられるか検証
10/2618:00~19:001モデル作成
10/2714:00~15:001膨張率の解析
10/2719:00~20:001膨張率の解析
10/2913:30~17:304残留応力の解析
10月合計73.5
11/418:00~21:003モデルの作成
11/513:00~14:001モデルの作成
11/516:30~18:001.5隙間が空いたモデルの解析
11/614:30~16:001.5salome指導
11/710:00~12:0022つの材料に熱を加える
11/714:00~17:0032つの材料に熱を加える
11/811:00~15:0042つの材料に熱を加える
11/815:00~17:002モデルの作成
11/1113:00~19:006熱応力検証(手計算)
11/1316:00~17:001モデルの作成
11/1410:00~12:002モデルの作成
11/1416:00~18:002モデルの作成
11/1708:00~11:003薄い部材の調整
11/1713:00~15:002薄い部材の調整
11/1812:00~19:007薄い部材の調整
11/1912:30~15:303薄い部材の調整
11/2317:00~19:002薄い部材の調整(薄い部材の幅一定)
11/2411:00~12:001薄い部材の調整(薄い部材の幅一定)
11/2614:30~17:303薄い部材の調整(薄い部材の幅一定)
11/2618:30~21:002.5薄い部材の調整(薄い部材の幅一定)
11/278:30~11:303薄い部材の調整(薄い部材の幅一定)
11/2717:00~19:002モデル1の解析
11/2914:00~15:001モデル2の解析
11/3010:30~12:001.5モデル2のメッシュ作成
11/3017:30~20:303モデル2作成
11月合計62
12/113:00~16:003モデル2作成・メッシュ作成
12/120:00~22:002モデル2メッシュ作成・モデル2解析
12/211:00~14:003モデル2メッシュ作成・モデル2解析
12/217:00~19:002キングポストトラスのモデル作成
12/310:30~13:002.5キングポストトラスのモデル作成
12/314:00~15:301.5キングポストトラスのモデル作成
12/411:00~13:002キングポストトラスのモデル作成
12/59:00~11:302.5キングポストトラスのモデル作成(薄い部材)
12/513:00~16:303.5キングポストトラスのモデル作成(薄い部材)
12/611:00~13:002キングポストトラスのモデル作成(薄い部材)
12/710:00~11:301.53Dプリンターで簡単なモデルを印刷
12/715:00~17:002キングポストトラスのモデル作成(薄い部材)
12/812:00~16:004キングポストトラスのモデル作成(薄い部材)
12/817:00~20:003キングポストトラスのモデル作成(薄い部材)
12/910:30~12:302キングポストトラスのメッシュ作成
12/913:30~15:302キングポストトラスのメッシュ作成
12/915:00~16:301.5キングポストトラスのメッシュ作成
12/1111:00~13:002木組みモデル(モデル2)のメッシュをオートで切る
12/1313:00~17:004tex・熱応力の比較を手計算でできるのか
12/1318:00~19:301.5tex・熱応力の比較を手計算でできるのか
12/1413:30~16:303tex・モデル2の応力解析
12/1418:00~20:003tex・モデル2の応力解析
12/1515:00~18:003tex・モデル2の載荷試験
12/169:30~11:302tex・モデル2の載荷試験
12/1615:00~16:0013Dプリンター
12/1617:00~18:001木組みモデルの4点曲げ試験
12/1711:00~15:004木組みモデルの4点曲げ試験、tex、モデル作成
12/1716:00~20:004木組みモデルの4点曲げ試験、tex
12/1816:00~24:008木組みモデルの4点曲げ試験、モデル作成
12/199:00~11:302.5木組みモデルの4点曲げ試験、tex
12/1914:00~20:006木組みモデルの4点曲げ試験、tex、スライド
12/2010:30~17:307木組みモデルのせん断試験、tex、スライド
12/2210:00~12:002中間発表
12/2013:00~15:002中間発表
12月合計91
1/59:00~11:0024点曲げ試験(3方向)
1/515:00~18:0034点曲げ試験(3方向)
1/614:00~16:0024点曲げ試験(3方向)
1/618:00~19:0014点曲げ試験(3方向)
1/79:00~11:0014点曲げ試験(3方向)
1/814:00~16:002せん断試験(3方向)
1/914:00~16:002せん断試験(3方向)
1/1016:00~19:002せん断試験(3方向)
1/1114:00~21:007せん断試験・4点曲げ試験(3方向)
1/1210:00~12:002せん断試験・4点曲げ試験(3方向)
1/1214:00~18:004tex、スライド
1/139:30~12:303せん断試験・4点曲げ試験(3方向)
1/1314:00~19:305.5せん断試験・4点曲げ試験(3方向)、tex
1/1414:00~19:005スライド、tex
1/1514:00~16:002スライド、tex
1/1914:00~16:002tex後藤さん
1/1919:00~21:002tex
1/1922:30~24:302tex
1/207:30~9:001.5tex
1/209:00~10:001tex後藤さん
1/2010:00~11:001tex
1/2014:00~16:002tex
1/2114:00~16:002スライド
1/2213:00~16:003スライド
1/2218:00~20:002スライド
1/2310:00~12:002スライド、発表練習
1/2314:00~18:004スライド、tex
1/2411:00~12:002スライド、発表練習
1/2413:00~15:302.5スライド
1/2510:00~11:001発表練習
1/2511:00~12:001発表練習後藤さん
1/2514:00~17:003スライド
1/2610:00~12:002スライド
1/2613:00~18:005スライド
1/2715:00~16:001スライド
1/2718:30~19:301スライド
1/2811:00~13:002スライド
1/2815:00~18:003スライド、発表練習
1/2810:00~12:002スライド
1月合計93.5
総計545.5
1/2915:00~18:003スライド、発表練習
1/3015:00~18:003スライド、発表練習
1/3115:00~18:003スライド、発表練習

これからやること

  • 木組みモデルに載荷して、通常の破壊場所と比べて木組みが先に破壊するのかを3方向で確かめる。○

10/23までにしたこと

  • 木組みに働く残留応力はどれくらいかを調べる。方法としてresidual(残留)、eigen(固有)を検索。また、現場で木組みを使用するときに差し込む方を溝に対してどれくらい大きくするのかを調べる。←これにより膨張率がわかる。○

一週間の目標

10/23~10/30までの目標

  • モデルの作成(3Dで印刷できる寸法で)○
  • 残留応力は荷重を加えるとどうなるのか○

10/2~10/9までの目標

  • 木組みの簡単なモデルの境界条件を変えて再度確認○
  • 熱を加えた状態で荷重を載荷できるか確認○

これからやること

  • 簡単な木組みモデルの作成及び解析。○
  • キングポストトラスの継手部分の接合方法も考えておく。○

9/21までにしたこと

  • 代表的なキングポストトラスを調べ、一体化させたモデルの作成。ただし、3Dプリンタで印刷したときにイメージができるものにする。○
  • latexを学ぶ及び卒論概要作成○
  • スライド作成○

9/9までにしたこと

  • メッシュの細かさで精度は変わるのか?○
  • 熱応力を確かめる○
  • 2つの部材を使って解く○
  • 木組みの簡単なモデルを作成し、検証○

夏休みの間の課題

  • キングポストトラスの継手部分の接合方法も考えておく。
  • 代表的なキングポストトラスを調べ、一体化させたモデルの作成。ただし、3Dプリンタで印刷したときにイメージができるものにする。○
  • 線膨張係数をプログラムに組み込む。この時、英語の文献も参考にしてプログラムを作る。○
  • 解析内容は、まず簡単なモデルを行うことが基本であるので、一端固定の片持ち梁をモデルとし、手計算と比較する。○

一週間の目標

7/13~7/20の目標

  • 熱応力のプログラムエラーの解決

7/6~7/12の目標

  • salomeで熱応力の解き方を調べる。片持ち梁のモデルで熱を加えてどれだけ変位するのか、手計算と比較する。

6/29~7/6の目標

  • salomeで熱応力の解き方を調べる(簡単なモデル)

6/22~6/28の目標

  • salomeで熱応力の解き方を調べる(簡単なモデル)

6/15~6/21の目標

  • 木組みトラスの有限要素解析方法を調べる。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/hasamu%28bouchoou%5D%29.png
  • 上記の画像を元にこのモデルを削っていく。場所によっては薄い部材を挟む。

卒論メモ

1/18(木組みの発祥など)

  • 木組みの発祥について調べてみた。調べてみてところ中国から伝来したものが日本独自に発展していったものだと考えられる。建築では日本が独自に発展させた建築方法は伝統構法と言い、明治以降に西洋の建築を取り入れることにより現在主流となっている在来構法がある。
  • 中国から寺院等の建築方法が伝来した(斗栱:ときょう)。そして、「貫」が中国から伝来した。この「貫」の技術は現在の木組み構造に使われているものなので、現在の日本の伝統構法は中国から伝来したものが独自に発展していったものであると言える。

1/13(せん断試験曲げ応力)

  • 上面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansikenmegeouryoku/joumen/jsa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansikenmegeouryoku/joumen/jne.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansikenmegeouryoku/joumen/jsane.png
  • 側面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansikenmegeouryoku/sokumen/ssa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansikenmegeouryoku/sokumen/sne.png
  • 熱のみ反対側 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansikenmegeouryoku/sokumen/snehantai.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansikenmegeouryoku/sokumen/ssane.png
  • 載荷と熱反対側 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansikenmegeouryoku/sokumen/ssanehantai.png
  • 底面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansikenmegeouryoku/teimen/tsa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansikenmegeouryoku/teimen/tne.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansikenmegeouryoku/teimen/tsane.png

1/13(4点曲げ試験曲げ応力)

  • 上面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikenmageouryoku/joumen/jsa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikenmageouryoku/joumen/jne.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikenmageouryoku/joumen/jsane.png
  • 側面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikenmageouryoku/sokumen/ssa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikenmageouryoku/sokumen/sne.png
  • 熱のみ反対側 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikenmageouryoku/sokumen/snehantai.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikenmageouryoku/sokumen/ssane.png
  • 載荷と熱反対側 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikenmageouryoku/sokumen/ssanehantai.png
  • 底面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikenmageouryoku/teimen/tsa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikenmageouryoku/teimen/tne.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikenmageouryoku/teimen/tsane.png

1/13(せん断試験せん断応力)

  • 上面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sensansikensendanouryoku/joumen/jsa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sensansikensendanouryoku/joumen/jne.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sensansikensendanouryoku/joumen/jsane.png
  • 側面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sensansikensendanouryoku/sokumen/ssa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sensansikensendanouryoku/sokumen/sne.png
  • 熱のみ反対側 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sensansikensendanouryoku/sokumen/senhantai.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sensansikensendanouryoku/sokumen/ssane.png
  • 載荷と熱反対側 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/ssanearata.png
  • 底面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sensansikensendanouryoku/teimen/tsa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sensansikensendanouryoku/teimen/tne.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sensansikensendanouryoku/teimen/tsane.png

1/13(4点曲げ試験せん断応力)

  • 上面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikensendanouryoku/joumen/jsa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikensendanouryoku/joumen/jnen.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikensendanouryoku/joumen/jsane.png
  • 側面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikensendanouryoku/sokumen/ssa.png
  • 載荷のみ反対側 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikensendanouryoku/sokumen/ssahantai.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikensendanouryoku/sokumen/sne.png
  • 熱のみ反対側 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikensendanouryoku/sokumen/snehantai.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikensendanouryoku/sokumen/ssane.png
  • 載荷と熱反対側 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikensendanouryoku/sokumen/ssanehantai.png
  • 底面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikensendanouryoku/teimen/tsa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikensendanouryoku/teimen/tne.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesikensendanouryoku/teimen/tsane.png

1/12(結果について)

  • 今回の結果によって分布が見やすくなった。結果として予想通りの結果となった。木組み接合部に残留応力を与えたことにより、載荷のみと比べて応力が集中し破壊されやすくなった。この影響はせん断よりも曲げの方が大きいこともわかった。つまり、木組みを使用する場合は出来る限り曲げの働かないところで用いる必要があると言える。
  • 木組み部分の応力の集中箇所も想像通り隅に集中している。

1/12(せん断試験)

  • 上面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansiken2/joumen/jsa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansiken2/joumen/jne.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansiken2/joumen/jsane.png
  • 側面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansiken2/sokumen/ssa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansiken2/sokumen/sne.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/ssanearata.png
  • 底面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansiken2/teimen/tsa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansiken2/teimen/tne.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/sendansiken2/teimen/tsane.png

1/12(4点曲げ試験2)

  • 上面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesiken2/joumen/jsa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesiken2/joumen/jne.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesiken2/joumen/jsane.png
  • 側面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesiken2/sokumen/ssa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesiken2/sokumen/sne.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesiken2/sokumen/ssane.png
  • 底面
  • 載荷のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesiken2/teimen/tsa.png
  • 熱のみ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesiken2/teimen/tne.png
  • 載荷と熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenmagesiken2/teimen/tsane.png

1/12(木組み部分について)

  • 木組み部分に0.5mm膨張だと熱応力が大きすぎて比較が難しい。そのため、10MPA程度の応力が木組みに生じるように調整して再度行った。
  • 木組み接合部では現在200MPA生じているが、そもそも木組みをはめ込む際に塑性変形が発生し、潰れる。そのため、現在の大きすぎる応力が持続的に発生することはないであろう。そのため、ある意味ではこの結果はそこまで変ではない。

1/10(せん断試験)

  • せん断試験の結果は以下のようになる。
  • 上面
  • 載荷のみ(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/joumen/jsaheni.png
  • 載荷のみ(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/joumen/jsamizesu.png
  • 載荷のみ(軸方向応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/joumen/jsaouryoku.png
  • 熱のみ(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/joumen/jneheni.png
  • 熱のみ(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/joumen/jnemizesu.png
  • 載荷と熱(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/joumen/jsaneheni.png
  • 載荷と熱(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/joumen/jsanemizesu.png
  • 側面
  • 載荷のみ(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/sokumen/ssaheni.png
  • 載荷のみ(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/sokumen/ssamizesu.png
  • 熱のみ(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/sokumen/sneheni.png
  • 熱のみ(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/sokumen/snemizesu.png
  • 載荷と熱(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/sokumen/ssaneheni.png
  • 載荷と熱(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/sokumen/ssanemizesu.png
  • 底面
  • 載荷のみ(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/teimen/tsaheni.png
  • 載荷のみ(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/teimen/tsamizesu.png
  • 熱のみ(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/teimen/tneheni.png
  • 熱のみ(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/teimen/tnemizesu.png
  • 載荷と熱(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/teimen/tsaneheni.png
  • 載荷と熱(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyousendan/teimen/tsanemizesu.png

1/10(4点曲げ試験)

  • 4点曲げ試験の結果は以下のようになる。
  • 上面
  • 載荷のみ(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/joumen/jsaheni.png
  • 載荷のみ(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/joumen/jsamizesu.png
  • 載荷のみ(軸方向応力分布) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/joumen/jsaourykusankaku.png
  • 熱のみ(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/joumen/jneheni.png
  • 熱のみ(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/joumen/jnemizesu.png
  • 載荷と熱(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/joumen/jsaneheni.png
  • 載荷と熱(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/joumen/jsanemizesu.png
  • 側面
  • 載荷のみ(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/sokumen/ssaheni.png
  • 載荷のみ(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/sokumen/ssamizesu.png
  • 熱のみ(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/sokumen/sneheni.png
  • 熱のみ(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/sokumen/snemizesu.png
  • 載荷と熱(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/sokumen/ssaneheni.png
  • 載荷と熱(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/sokumen/ssanemizesu.png
  • 底面
  • 載荷のみ(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/teimen/tsaheni.png
  • 載荷のみ(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/teimen/tsamizesu.png
  • 熱のみ(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/teimen/tneheni.png
  • 熱のみ(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/teimen/tnemizesu.png
  • 載荷と熱(変位) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/teimen/tsaneheni.png
  • 載荷と熱(ミーゼス応力) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soturonyouyontenmage/teimen/tsanemizesu.png
  • 材料諸元は次のようになる。せん断試験でも同じ材料諸元。木材を想定し、ヤング率E:7000MPA、薄い部材のヤング率E:700MPa、ポアソン比ν:0.3、線膨張率α:0.000196、温度は100℃を与えた。
  • まず、今回が行った概要を示す。試験は曲げによる影響を考慮した4点曲げ試験とせん断の影響を考慮したせん断試験の2つを行った。そして、木組み部分が一番不利になるように載荷した。杉の引張強度が16.2N/mm2のため、この値を参考にして逆算して荷重を求めた。この結果、4点曲げ試験は108N/mm、せん断試験は27N/mmとなった。この荷重を加えて先に木組み部分がこわれるのかなどを調べてみた。他にもこの試験を3方向ずつ行い、どの面が一番有効なのかも調べた。
  • 次に結果である。荷重を加えたところ想定通りの載荷が行われていることが三角形分布になっていることからわかった。相対誤差は1.52%である。
  • 3方向の面でミーゼス応力を比較したところ側面が一番有効であるという結果になった。上面や底面では木組みが外れるように荷重が載荷されているためであると考える。
  • 残留応力を発生させて載荷させたところ、残留応力を発生させてことにより、木組み部分が破壊されやすくなった。そのため、応力の集中するところには不向きである。

12/22(木組みの名前)

  • 男木、女木

12/18(4点曲げ試験)

  • 前回の4点曲げ試験はモデルミスでやり直した。材料諸元は変わらない。以下に載荷のみ、熱のみ、載荷+熱の順に結果を上げる。
    • 変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenheni1.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yonetenheni2.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenheni3.png
  • 変位については載荷によるたわみが2.6mm程度発生しているが、残留応力を発生させたときにはそのたわみがほとんどなくなった。変位については残留応力が構造の強さに寄与していることがわかる。
  • ミーゼス応力 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenouryoku1.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yonetenouryoku2.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yontenouryoku3.png
  • 応力については載荷のみと残留応力を発生させたものでは応力分布が変わった。弱点位置が変わっている。また、変位と同じく残留応力を発生させた方が応力が集中しなくなった。そのため、全体を通して今回の4点曲げ試験では残留応力を発生させた方が構造上強くなることがわかった。

12/16(木組みモデル「モデル2」の4点曲げ試験)

  • 材料諸元はヤング率E:7000MPA、ポアソン比ν:0.3、荷重(線荷重2ヶ所):2.5N/mmである。
  • メッシュ要素は61821、2次要素は443625であった。
  • 解析の結果を以下に示す。
    • Y軸変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yonten12.png
  • ミーゼス応力 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/yonten1.png
  • 変位についてはたわみが0.264mmであった。たわみの大きさとしてこのらいであろうと思う。
  • 応力については木組み接合部に載荷の影響が直接加わらないように4点曲げ試験とした。予想通り接合部に応力が集中したが、根本に集中するとは思わなかった。

12/16(両端固定全面等分布荷重の中央たわみの検証)

  • 熱応力による残留応力に荷重を加えるとどうなるのかを調べるのだが、そもそも荷重のみの場合はどうなるのかを調べる必要がある。
  • しかし、精度に問題がないのか改めて調べる必要があると思い検証した。材料諸元はヤング率 E:7000GPA、ポアソン比ν:0.3で、寸法はx:1000mm、y:10mm、z:10mmである。荷重は\( 1kN/mm^2 \)である。手計算では以下の公式を用いた。\( v=\frac{wl^4}{384EI} \) ただし、salome上では幅も考えないといけないので、この式に幅をかけたものを使った。
  • 手計算の結果は4464.28mm
  • 解析結果は4418.86mm
  • 相対誤差は1.01%
  • 要素数は約44万
  • 変位で良い結果を出すには要素を20万以上にする必要があるとのこと。

12/14(熱応力を手計算で比較する)

  • まず、主応力について調べた。salome上での主応力の表記は
    • prin1:最小主応力(最大圧縮力)
    • prin2:中間主応力
    • prin3:最大主応力(最大引張応力)
  • salome上では主応力、ミーゼス応力の表記は存在するが、ただの応力?というのが存在していないため、手計算と比較することは難しい。もしかしたら、あるかもしれないが今はわからない。
  • ちなみ、変位の相対誤差は0.264%であった。(寸法はx:1000mm、y:1mm、z:1mmで手計算の変位が0.15mm、salomeが0.150396mmであった。)
  • そもそも、
    • ( ⊿L=α×⊿T×L σ=E×α×⊿T
    • )
  • なので、変位の相対誤差が小さければ、応力の変位も小さいはず。(変位を長さで割ってヤング率をかけるだけだから)
  • よって、応力の誤差は小さいとする。

12/11(キングポストトラスのメッシュ)

  • キングポストトラスでメッシュを切る時にエラーが出た。エラー箇所はたて部材の上面である。念のために他の部材は問題がないのかも確かめてみた。その結果、他の部材は問題なく切れたので、たて部材だけを修正することにする。

12/11(メッシュの切り方を替えて熱応力を解く)

  • 9月位にメッシュの切り方を替えて解こうとしたが、全然上手くいかなかった。 そこで、今回改めてやってみた。 理由はメッシュを切る・asterで解くの作業がとても時間がかかるようになってしまったからである。 (薄い部材を挟んでから時間がかかるようになった。) そのため、自動でメッシュを切るのが出来れば時間の短縮になると考えやってみた。
  • その結果、上手くいった。まずは普通に自動でメッシュを切って、.commファイルで一文を削除することでうまくいった。以下の文を消した。
    • ( MAIL=MODI_MAILLAGE(reuse =MAIL,
                        MAILLAGE=MAIL,
                        ORIE_PEAU_3D=_F(GROUP_MA='○○○',),);
    • )

12/9(G MESH?)

  • メッシュを切る専用?のアプリケーション?も使ってみた。メッシュを切るのがとても早く便利ではあった。しかし、asterで解析しようとしたが、グループができていないとエラーが出た。
  • メッシュをする前にグループ化はしていたが端末で見てもグループ化はされていなかった。そのため、メッシュ上でグループを作れないかも確かめてみたが結果はダメだった。そのため、この方法で解析するにはメッシュ上でグループ化ができるようにならないといけない。

12/9(キングポストトラスのモデルをmeshで切る)

  • 昨日からキングポストトラスのモデルをメッシュで切っている。しかし、既存の方法で切っているといくつかのパソコンでフリーズしてしまった。そこで、前回行った最小メッシュサイズを大きくするという方法を試してみた。
  • 結果は失敗だった。一箇所の面でエラーが出てしまったからである。メッシュの方法が悪いのだと考え、何度かメッシュサイズを変更してみたが結果は変わらなかった。
  • そこで、時間はかかることは仕方がないとして、既存の方法で切ることにした。
  • 先程何とか切ることができたが、2文前と同じ所でエラーが出てしまった。そのため、モデルに問題があると結論付ける。
  • モデルを新しく作り直してみる。

12/6(モデル1・2の解析結果)

  • モデル1 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/model11.png
  • このモデルは薄い部材の厚さを部位によって変えることによって全ての膨張幅を0.5mmになるように再現してみた。けれども、実際の所は上記のように全ての応力が一様になってしまった。そのため、あまりに効果がなかった。
  • モデル2 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/model22.png
  • このモデルは0.01mmの薄い部材を接合部に挟んだモデルである。このモデルでは応力状態が隅に集中しているため、このモデルが一番現実を再現していると考える。応力の大きさも今までより小さくなったため、この点からも近いのではないのかと思う。今後はこのモデルの結果を踏まえてキングポストトラスを作成する。 

12/2(モデル2メッシュ作成・解析)

  • 解析が成功した。メッシュを切ったところ要素が100万になった。明らかにメモリが不足しているので6000まで増やした。結果は切れなかった。最初はメモリ不足でエラーが出たが、メモリを増やしたら今度はメッシュでエラーが出た。
  • そのため、メッシュサイズを変えて行ったところ解析できた。3D、2D、1Dのすべてのメッシュサイズをそれぞれ14・15、14・15、0.5に変更したためである。

12/1(モデルの作成)

  • 挟む部材を0.1mmにしたところメッシュが切れた。このサイズを基本にして細かくしていこうと思う。

11/30(モデルの解析)

  • モデルが2つとも完成したので解析を実行してみたところモデルの1(膨張幅一定)しか解析ができなかった。このモデルをメッシュで切ったとき、なぜか要素数が10倍くらい多くなっていた。そのため、解析するにも時間がとてもかかるようになってしまった。考えられる原因は部材数が3つなったからだと思うが、いまいちよくわからない。そもそも、モデルの大きさは変わっていないので、10倍も多くなるのはおかしいと思う。
  • モデル2はメッシュが切れなかった。もしかしたら、挟む部材(0.01mm)が薄すぎたためであるかもしれない。対策としては、挟む部材の幅を大きくする・スケールを全体的に大きくすることが考えられる。
  • 原因を確かめるため、とりあえず挟む部材だけをメッシュで切ってみている。なかなか切れないのでおそらくこの部材が原因であると思う。
  • 挟む部材の幅を大きくして再度挑戦してみる。
  • 挟む部材だけをメッシュで切ってみたところ、エラーが発生した。エラー内容はメモリ不足であった。そのため、挟む部材が薄すぎてメッシュが切れないと結論付ける。そのため、再度モデルを作成してみることにする。

11/27(ゼミ)

  • キングポストトラスのモデルを作成する。(0.01mmの薄い部材を挟んで)

11/26(モデルの作成・熱膨張の変形量調べ)

  • 膨張幅を一定にしたモデル(ちゃんとなるのかはわからない)と幅を一定にしたモデル(接触解析を再現したもの)の2つを作ることになった。現在は1つ目のモデルができたところである。
  • 2つ目のモデルについては膨張する幅が一定でないため(膨張は幅に依存するため)とりあえず側面の応力を調べることにした。

11/14(モデル作成・熱膨張の変形量調べ)

  • 固定端で熱膨張を調べようとした時、軸方向変位のみ固定して実行したらエラーが出た。その次に全方向固定したところ解析できたので、おそらく全方向固定しなければ実行できないのだと思う。けれども、2方向の固定は実行していないので、全方向でないとできないか確定はできない。

11/13(ゼミ)

  • モデルに薄い部材を挟むやり方はよくないという事になった。理由は部材を一様に膨張させた方が残留応力の分布が現実に近くなるからである。
  • 今、部材の膨張が面によって違うという課題があったが、それは雌の部分を少し削ることによって調整していくことになった。
  • 以前に隙間を空けたモデルを作成して検証したが、隙間を空けたモデルではなく、共有点を共有しないモデル(接触面がすべる)にした方がいいという結論になった。また、これに付随して摩擦係数を与えられるようになっておく。

11/11(熱応力)

  • salomeで出た熱応力があまりに大きいことに疑問を持ち、手計算で応力を出してみようと試みた。式はσ=Eε=Eα⊿Tを用いた。α:0.002、E:7000MPA、⊿T:100℃である。その結果、1400MPAという値が得られた。そこ接合部付近の値を見たところ以下の図のようになっていた。
  • 局所部の応力 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/kykushoouryoku.png
  • 一部、極端に大きい応力が存在するが、だいたいは1400MPA付近の値は出ているので、応力の大きさはあまり問題なかったと思う。
  • 先程、近藤くんにアドバイスされたブログを拝見したところ、V字型の底、つまり、このモデルでいう接合部の隅っこ部分のような箇所では、「一般に周辺部の条件が急激に変化する不連続点は正確な応力値は求まらない」とういうことが書いてあった。このことは有限要素法の問題というわけではなく、それ以前の問題で、応力場の特異点と言って、そもそも解析的にも数値的にも応力値は求まらない点ということも書いてあった。ちなみ、こういう構造モデルに有限要素法を適用し、どんどんメッシュ密度を高めていくと、応力値がどんどん増加していき、一向に収束することがないそうだ。
  • 以上のことから、私のモデルでも同じことが発生しているために、隅の部分の応力が極端に大きくなっているのだと思う。

11/8(複数の部材に熱を与える)

  • 薄い部材を挟むモデルを作る前に「複数の部材に熱を加えることができるのか」を確かめてみた。その結果を以下の図に示す。
  • 2つの材料に熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/bouchou%282zai%29.png
  • 1つの材料に熱 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/bouchou%281zai%29.png
  • 上記の図からわかるように2つの材料に熱を加えることは可能である。ちなみに材料諸元はヤング率:7GPA、ポアソン比:0.3、線膨張率:2e-3で行った。熱については片方の部材には100℃、もう片方には200℃を加え、1つの材料については100℃を加えた。
  • 2材料の応力の方が大きいことが成功の根拠である。ちなみに上記の図ではわかりにくいが固定端の部分に1材料では応力があまり集中していない。このことからも成功であるといえる。以下に固定端部分の拡大図を示す。
  • 2材料 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/bouzhou%282zai2%29.png
  • 1材料 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/bouchou%281zai2%29.png

11/7(モデルについて)

  • 前回の隙間が空いたモデルにつづいて、新しいモデルを考えた。それは薄い部材を挟むことである。膨張率は太さによって変わるが幅を合わせた同じ部材を間に挟むことで0.5mmずつの膨張が可能であると考える。そこで、今後はそのモデルの作成に取り組む。

11/4(モデルの作成、解析)

  • 以下の図のようなモデルを作成した。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/mesu.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/osu.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/setugoubu.png
  • 図のように隙間を空けたモデルを作成した。接合部が少し細すぎるような気もしたがとりあえず太さは合わせた方がよいと思いこのようにした。隙間はそれぞれ2mm空けた。この理由は一番伸びる箇所でも1mmちょっとしか伸びなかったため、2mm空けておけばまず接触しないと考えたからだ。
  • このモデルを用いて解析した結果の変位及びミーゼス応力を示す。
  • Z軸変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/zanryu%28zjikuheni%29.png
  • ミーゼス応力(上から) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/zanryu%28soutououryoku%29.png
  • ミーゼス応力(下から) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/zanryu%28soutououryokusita%29.png
  • 変位を見ると最大変位が1mm弱なので接触していないことがわかる。この点に関してはモデルは成功したと言える。
  • つづいて、ミーゼス応力を見てみる。側面の応力の集中具合は前回と同じ位である。ただし、今回は隙間を作ったため、前回と違って隅に大きく応力が集中することはなかった。前回の方が現実に近いような気がした。
  • また、下側も隙間を空けておいたのだが、こちら側の応力がとても大きかった。1万を超えており、とにかく大きい。さらに、上と下では幅が同じなので同じ応力になると思うのだが、実際には圧倒的に下が大きい。上側は完全に開かれた空間であり、下は部材が食い込んでしまうため、こんなにも応力が集中してしまった結果だと私は考えている。

11/4

  • compoundではasterrができなかった。

10/30(ゼミ)

  • 接合部の残留応力だけを見たほうが現実とより近くなるので、今後は接合部(出っ張り部分)以外の接触部分がないように少し隙間を作る(すべるようにする、共有点を作らないなど)ことによって応力が発生しないようにする必要がある。
  • 3部材で解析したが、これではおすの部分に余計な応力が発生してしまうので、望ましくない。したがって、今までと同じように2部材で解く方が現実に近くなる。

10/29(残留応力の解析)

  • 前回までで幅方向の膨張率は調べることができたので、今回は実際に大きめにする幅分だけ膨張させて残留応力を見ることにした。はじめは部材を3つに分けた。めすの部分は一つとし、おすの部分を出っ張りとそれ以外に分けて解析した。こちらの方が再現に近いと思ったからである。材料を3つでやるのは初めてであったがエラーが発生することなく実行された。応力状態をミーゼスで確かめたが1GPaを超えており、明らかに数値が大きい。
  • ミーゼス応力 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/soutououryoku.png
  • ちなみヤング率は7GPa、ポアソン比は0.3で行った。
  • そこで、今までと同じ2材料で解いてみることにした。けれども、数値は1GPaを超えてしまった。(ふと思ったが、2材料だと前回調べた膨張率は変わってしまうので、もう一度調べ直して解く必要がある。気づくのが遅かったのでこのあとやってみる。)
    • やってみたが膨張率は変わらなかった。考えられる理由としては出っ張り部分の寸法が変わるわけではないからだと思う。
  • 次に境界条件を両端固定にしているため、応力が集中しているのだと考えた。そのため、境界条件を点でできるかも確かめてみたが、できなかった。そこで、片方を自由端にするなどできるだけ応力が集中しないように工夫してみる。

10/27(熱膨張率の解析)

  • 0.5mmの分大きく作ることをsalome上で再現するために、熱を加えて0.5mm膨張させることにした。実際にやってみたところ、面によって膨張率が異なっていた。側面は幅が真ん中で均等になっているため一致しているが、正面とは膨張率が一致しない。そのため、側面と正面とでは膨張させた長さが異なってしまう。
  • そのため、多少の誤差は発生してしまうとは思うが、片面ずつ解析してみようと思う。そこで側面方向にあたるZ軸方向変位が0.5mmになるように線膨張率の値を変えた。(ちなみに加える温度は100℃で固定した。)その結果、線膨張率を2e-3で変位が0.498mmになった。このときの側面の残留応力を見てみることにする。
    • 膨張率 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/bouchouritu1.png

10/26(モデルの作成及び面に熱を与える)

  • モデルの作成がだいたいできた。そこで熱を与える箇所を今までと異なり、雄の差し込み部分だけにしようと考えた。また、これに加え、熱で膨張させる面を正面と両側面だけにし、より現実を再現しようと考えた。
  • その際、面に熱を加えられるかを検証してみた。まず、細長い部材を作り、片端固定・方端自由の境界条件にして解くことにした。
  • はじめは材料を一つと考えて全体をアルミニウムで定義し、熱を与えるところだけ別に面を定義した。その結果、asterは実行されたが、変位や応力が0で熱を与えることができなかった。この理由として、材料の定義を全体しかしいていないためであると推測した。例えば、2材料でやるときは熱を 加える方と加えない方で別々に材料を定義した。(実際には同じ材料であっても)
  • そのため、次は面は面で材料の定義を新たに設定して解くことにした。その結果は先程の結果と全く同じであった。ちなみに面だけでやってみようとしたらasterそのものできなかった。したがって、今のところは面だけに熱を与えても変化がでないという結論にした。エラーは出ていないので、変化がないのか、そもそもやり方が異なるのかのどちらかが答えだと思う。

10/23(残留応力について)

  • 残留応力を寸法から推測することに決まった。
  • 寸法については大工である自分の父の意見を参考にした。長年の職人の経験から差し込み部の周を0.5mmずつ大きくすればパソコン上でも再現できるとのことだ。
  • 比率の根拠としては、職人の使用する工具の一つである墨出し器である。この墨出し器で寸法を測るのだが、差し込まれる方はこの墨をすべて残るように切り、差し込む方はこの墨が半分になるように切るそうだ。糸が1mmほどなので、0.5mmとなる。
  • ただし、あくまでも木組みの接合部は職人の長年の経験から組むものなのですべてが同じであるわけではない。それでも、職人の意見としてはだいたい0.5mmであることなので、今後は0.5mm程度膨張させるように熱を調整して、解析を進める。

10/23(残留応力について)

  • 残留応力のことをよく知らないので調べてみた。
  • 外力を除去した後でも物体内に存在する応力が残留応力(residual stress)である。フックの法則により残留応力に対応するひずみを残留ひずみ(residual strain)という。残留応力の応力分布は様々存在するが、物体の平衡状態を満足するため、物体全体では正負の残留応力が釣り合っている。
  • 残留応力の発生は望ましい時とそうでない時がある。一般的に圧縮の残留応力は強度を向上させ(プレストレストコンクリート)、引張の残留応力は反対に強度を低下させる。例えば、レーザーピーニングはタービンエンジンファンブレードのような金属部品に有益な圧縮の残留応力を与える。また、スマートフォンのディスプレイに使用されている強化ガラスにも応用され、大きく、かつ、亀裂・擦り傷に抵抗のあるものを実現している。しかし、意図していない残留応力の発生は構造物の早期破壊を引き起こす可能性もある。
  • 残留応力は様々なメカニズムで発生する。例えば、塑性変形や温度勾配、物質の相転移などがある。溶接時に発生する熱は局所的な材料の膨張を発生させる。溶接中は溶接されている部品が移動したり、溶接金属が膨張を吸収するが、溶接完了時にはある部分は他の場所以上に早く冷却され、残留応力が残る結果になる。
    • 温度勾配(temperature gradient)とは任意の2点間における温度の変化率・変化量のことである。
  • 木組みの残留応力を調べてみたが、参考となる資料は見つけれなかった。また、残留応力を測定する方法は見つかったが、それはX線を用いた機器を使わなけらばならない。知り合いに建築を学んでいる人がいたので木組みについて聞いてみたが、現在は木組み部分に使用する金物の強度で構造計算をするそうで、木組み自体の強度は考慮しないそうだ。さらに、その片も木組みの残留応力のおおよその値を知ることは難しいのではないかと言っていた。やはり、木材には異方性もあり、ばらつきが生じるためである。
  • 寸法を調べ、その寸法から膨張率を求めることも試してみた。しかし、寸法を検索してみても差し込み部はぴったしの寸法だった。現実であればぴったしでも十分残留応力が発生するとは思うが、salome上ではぴったしではダメだと思う。
  • そのため、一度実際の角材で継手を作成し、載荷試験を行う方法を提案する。この載荷試験からたわみを測定して、そのたわみになるようにsalome上で熱を加えることでおおよそを再現するのである。

10/16(変位の比較)

  • 少し考えたことをメモしておく。現在は片方の部材にだけ熱を加えて解いているのだが、よくよく考えてみると残留応力が発生する場所は接合部だけであるから、もっと現実に沿う形で行うのであれば、接合部だけに熱を加えた方がよいと思う。また、熱変位の比較を行うのだが、片方の部材だけに熱を加えてしまうと、部材全体が熱により膨張してしまう。つまり、これにより変位が少し大きくなってしまう。このことからも接合部のところでpartitionを切ってその部分だけに熱を加えてみようかと思う。
  • 後藤さんに聞いてみたところ問題がないということだったので、片方の部材の全体に加えることにする。

10/13(熱を加えた状態と加えてない状態での変位を比較)

  • 比較する前に荷重だけを加えたときの両端固定の中央の変位で精度を検証しようとしてみた。しかし、手計算と比べてみたところ3mm程度大きく変位してしまった。そのため、精度に問題があるのか、それともせん断変位が大きく出てしまったのかがわからないので、モデルを細くしてせん断変位があまり発生しないようにして検証することにした。
  • 剛結モデルと木組みモデルの変位を比較 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/hikaku.png
  • 材料諸元は次に示す。幅:20mm、高さ:20mm、長さ:100mm、等分布荷重:1kN/mm^2、ヤング率:70600MPaである。そして、たわみは公式よりwl^4/384EI×bで求めた。
  • 上記のたわみをみると木組みの方が少しではあるがたわんでいる。やはり剛結モデルは木組みモデルよりも少し強いことがわかる。
  • 両端固定の解析が間違っている可能性も検証してみた。せん断を無視するため、高さ・幅を共に1mm、長さを100mmとした。他の材料諸元はすべて上記と同じである。以下にその結果を示す。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/ryoutankotei.png
  • 相対誤差は0.13%である。
  • 次はせん断が発生しにくくなるように以前の木組みモデルのスパンを長くして、もう一度比較してみる。
  • とりあえずモデルは完成。モデルの作成のときにfuseでエラーが出た。モデルを細くするために継ぎ足そうとしたのだが、一回ずつ継ぎ足そうとしてもうまくいかなかった。ためしに点からもやってみたが結果的にダメだった。最終的には継ぎ足し用のモデルを先にfuseしてその後に元のモデルをfuseしたところうまくいった。原因はわからない。

10/10

  • 熱を与えないで荷重をかけたときの変位と手計算を検証して、熱を加えた状態では変位がどうなるのかやってみる。

10/9(熱を加えた状態で面載荷)

  • 熱を加えた状態で面載荷することができた。以下に結果を示す。
  • 変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/mekaju%28heni%29.png
  • 最大主応力 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/men%28saidaishuouryoku%29.png
  • 断面図 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/men%28danmen1%29.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/men%28damen2%29.png

10/8(熱を加えた状態で載荷したときのエラーとかについて)

  • 初めに載荷したときはただ荷重条件を加えれば良いと思い、ただ単純に載荷したがエラーが出た。エラーの文を翻訳したところ固定面のメッシュがおかしいですよという内容だった。そこでモデルを確認すると新しくpartitionをしたため、create groupをし忘れていた。
  • また、RUNさせてみたが、エラーが出た。今度は荷重条件おかしいですよという内容だった。確認したところしばらく荷重条件で解いていなかったためか、設定がそもそも間違っていた。
  • それらを直したところ解析できた。結果的には、熱を加えた状態で荷重を載荷するのは「熱で解く」のと「荷重を載荷して解く」の2つをつなぎ合わせるだけでできた。
  • 面載荷はまだ行なっていないが、今後に課題となりそうなこととして境界条件の設定がある。現在は接合部を簡単に解くことを重要視しているため、とりあえず両端固定で解いている。しかし、実際の木組み構造物に接合部付近が固定ということはありえない。そのため、最終的にはやはりキングポストトラスを木組みで作成して、トラスとして解く必要がある。このとき、熱を加える部材の範囲もどうすればよいのかも考えなければならない。当面はキングポストトラスの木組み構造を作成することになる。

10/7(熱を加えた状態で載荷)

  • 熱を加えた状態で載荷することができた。荷重は1000Nで線載荷した。境界条件は両端固定である。材料諸元はアルミニウムでいつもどおりに設定した。中央載荷したので想像通り中央が凹んだ。応力を見たら、載荷部分にだけ集中していたので、今度は面載荷を試してみることにする。
  • 変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/%E7%86%B1%E3%82%92%E5%8A%A0%E3%81%88%E3%81%9F%E7%8A%B6%E6%85%8B%E3%81%A7%E8%BC%89%E8%8D%B7.png
  • 最大主応力 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/%E6%9C%80%E5%A4%A7%E4%B8%BB%E5%BF%9C%E5%8A%9B.png

10/5(木組みの簡単なモデルの境界条件を変えて再度検証)

  • 両端固定のx軸方向変位(100倍) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/%E4%B8%A1%E7%AB%AF%E5%9B%BA%E5%AE%9A%E3%81%AE%EF%BD%98%E8%BB%B8%E6%96%B9%E5%90%91%E5%A4%89%E4%BD%8D.png
  • 両端固定の最大主応力 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/%E4%B8%A1%E7%AB%AF%E5%9B%BA%E5%AE%9A%E6%9C%80%E5%A4%A7%E4%B8%BB%E5%BF%9C%E5%8A%9B.png
  • 固定端他端自由の最大主応力 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/%E7%89%87%E7%AB%AF%E5%9B%BA%E5%AE%9A%E6%9C%80%E5%A4%A7%E4%B8%BB%E5%BF%9C%E5%8A%9B.png
  • 両端固定も解析がうまくいった。最大主応力のグラフに正負があるがおそらく引張と圧縮の違いだと思う。これら2つを比較すると異なる点としては加わる応力の大きさと応力の正負である。両端固定の方が大きくなっているので当たり前の結果が得られたと解釈した。しかし、一番応力が集中している箇所で最も大きくなっていることは当然であるが、正負が反対になっている。言葉で私が想像していることを説明するのは少し難しいが、現時点ではおそらく出っ張り部分が食い込みが激しくなり、集中部分が反対に引っ張られたと想像している。

9/27(木組みの簡単なモデルの解析)

  • 前回は木組みの簡単なモデルを作成して解析したが、結果としてエラーが出てしまった。そのため、境界条件を変えさらにプログラムも書きなおして再度解析した。
  • 境界条件を一端固定にしてみた。理由は一番簡単な条件であれば問題がないと考えたからである。また、前回は2材料のどちらにも線膨張率を与えていたが、今回は熱を与えない部材に対しては初めから線膨張率を与えなかった。この理由は2材料で解析が成功したときの条件と合わせるためである。 以下に変位と応力を示す。
  • 変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/Screenshot-7.png
  • 応力 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/Screenshot-6.png

9/22(木組みの簡単なモデル作成)

  • 木組みの簡単なモデルを作成してみた。以下にそのモデルを示す。
  • 差し込まれる側 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/kigumi1.png
  • 差し込む側 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/kigumi2.png
  • 木組みを組んだとき http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/kigumi3.png
  • 木組みモデルだと境界条件の設定が少し大変である。モデルをfuseで結合するとcreate groupによってsolidでわけることができなくなる。けれども、pratitionで境界面を明確にしたらsolidもcreate groupができた。
  • create groupでできたsolidで境界面を作ろうとしたができなかった。そのため、頑張って面を選択していくことにしたが、木組み構造のため、境界面は内部にあって選択できなかった。したがって、select allですべて選択し、一つずつapplyした。そこで、いらない面を一つずつ確認して削除した。
  • 境界面 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/kyoukaimen.png
  • 解析してみたがエラーが出てしまった。プログラムは前回と同じに作ってあるのでプログラムに問題があるとは思えない。おそらく境界条件によるものだと考える。今回は木組みの接合部だけを拘束したが次回は差し込む側を全面固定して行なってみる。

9/21(木組みの簡単なモデルを作成開始)

  • 本の一番最初に書いてあるモデルが一番簡単であると判断し、これの作成にとりかかる。モデルを全く同じにすると、もし、3Dで印刷した場合かなり大きいモデルができてしまうため、おおきさは調整して作る。
  • box1:(x,y,z)=(50,20,20)

9/15(キングポストトラスの剛結モデル作成)

  • 以下の図のようなキングポストトラスの剛結モデルを作成した。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/goketumodel.png
  • 寸法は幅:5mm、部材の長さ(三角形部分):100mm・85.8578mm
  • 点から作った。

9/9(2材料の簡単なモデルを解く)

  • 以下の図のような簡単なモデルを作成し、解いてみた。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/2%E6%9D%90%E6%96%99%E3%81%AE%E5%85%A8%E4%BD%93%E5%9B%B3.png
  • 上の図は相当応力を表している。また、以下に真ん中あたりの断面図を示す。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/2%E6%9D%90%E6%96%99%E6%BC%94%E7%BF%921.png
  • 境界条件は大きい材料については全面固定し、小さい方の材料は両端固定とした。図としては想像通りとなったので、結果としてはよかった。今度はキングポストトラスの剛結したモデル作成及び木組みを考える。
  • 相当応力について
    • 変位などの場合は要素一つ一つの伸びを考えるため、誤差はあまり大きくならない。しかし、応力の場合は変位を求め、次にひずみを求めた後に応力を求める。このひずみを求める際に一つの要素で完結するのではなく、近くにある要素とひずみの値を最もらしい値に補間するため、変位よりも誤差が大きくなる傾向がある。また、これによる誤差はmesh要素が尖っているほど大きくなる。

9/8(2材料で熱変位を解く)

  • meshの要素を四面体にしてみたところ計算ができなかった。そのため、また改めて前回の方法で行ったところ解析できたので四面体要素では解析ができないと思う。
  • 木組みの応力状態を調べるために簡単なモデルを作成してみた。一箇所固定しなければならないので、直方体にそれよりも小さい直方体を突き刺した構造にした。これにより木組みの接合部の応力分布を調べることができると思う。以下にモデルとそのメッシュを示す。
    • モデル http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/2zairyo%28model%29.png
    • メッシュ http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/2zairyou%28mesh%29.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/mesh.png
  • 昨日行った2材料のプログラムを上げる。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%A01.png

9/7(2材料で熱変位を解く)

  • 2材料で熱変位を解いてみた。参考資料を参考にして解いた。形が扇型で寸法はそれぞれ半径が40mm、50mmで厚さはどちらも3mmである。材料はsteel、aluminumである。
  • meshは参考資料と同じ設定がなかったため、適当なものを選んで設定した。設定は以下の図に示す。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/mesh%282zairyou%29.png
  • 変位の相対誤差は0%、最大相当応力の相対誤差は7.73%、最大応力テンソルの相対誤差は1.87%であったので値はあまり問題がないようと考える。以下にそれぞれの図を示す。
    • 変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/2zairyou%28heni%29.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/2zairyou%28heni1%29.png
  • 相当応力 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/2zairyou%28soutououryoku%29.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/2zairyou%28soutououryoku1%29.png
  • 応力テンソル http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/2zairyou%28ouryokutensolu%29.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/2zairyo%28ouryokutensolu1%29.png

9/3(熱応力の確認及び変位を少しだけ確認)

  • 変位を少しだけもう一度確認した。参考資料では2次要素で解いて精度を高くしていたが2次要素ではメッシュを細かくしていくときに2次要素を用いない方法と比べて早い段階でエラーが出てしまう。そのため、今後は数値を統一するという観点から2次要素は用いないで解くことにした。昨日の検証では2次要素を使わずに解析したので精度については問題ない。
  • 境界条件を片方固定端にして解析し、今まではx方向変位のみ見ていたが今回はy方向変位、z方向変位も確認してみた。そして、結果はそれぞれ0.0126mm、0.0233mmを得た。しかし、x方向側は片方が固定端になっているため、一方向にしか変位しないがy方向側及びz方向側は中心軸から両側に変位する。したがって、y方向側及びz方向側の変位は片側だけの変位として現れる。そのため、正しくは得られた値を2倍してそれぞれは0.0252mm、0,0466mmとなる。また、手計算の値はそれぞれ0.0230mm、0.0460mmであり、相対誤差はそれぞれ9.5%、1.30%であった。ちなみにx方向変位の相対誤差は1.7%であった
  • 誤差の要因は固定端によるものであると考える。熱膨張による歪みが固定端付近で発生しているために誤差が発生しているのだと考えた。以下に図を示す。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/%E8%AA%A4%E5%B7%AE%E3%81%AE%E8%A6%81%E5%9B%A0.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/%E8%AA%A4%E5%B7%AE%E3%81%AE%E8%A6%81%E5%9B%A01.png
  • 熱応力の確認を行ったところ参考資料通りの値を得たので、私が行なっている解析方法で問題がないことがわかった。そのため、このまま解析を行なっていく。
  • 熱応力を点や内部まで見ることができた。
  • 次回は2つの部材を使った解析を行なってみる。
  • これからトラス要素をやってみる。

9/2(メッシュを細かくしたときの熱変位の精度の検証)

  • 太い部材と細い部材の2つでそれぞれ検証してみた。寸法はそれぞれ(x,y,z)=(200,200,200),(200,10,10)である。結果を以下に示す。
    • 太い部材
      名前local-legth要素数volumes変位(mm)相対誤差(%)
      me120034.641(そのまま)3432160.106916.19
      me120017.3205219717280.105314.45
      me120010926180000.104813.91
      me2200817576156250.104713.80
  • 細い部材
    名前local-length要素数volumes変位(mm)相対誤差(%)
    me11020.049944100.095573.880
    me11010.0249584200.093882.043
    me11053691600.092591.173
    me110124321200000.092590.641
    me1100.849196422500.092580.630
  • この結果から考えるとメッシュを細かくすることで精度を高くすることが可能であることがわかる。しかし、細かくしていくとasterでエラーが発生する。また、処理をする時間もかかる。そのため、精度を上げるのであれば部材を細くする方が良いと考える。
  • 今回でたエラー箇所とエラーコードを以下に示す。
    • 太い部材
      名前local-legth要素数volumes変位(mm)相対誤差(%)
      me12003.4641205379195112
      me120072700024389
  • 細い部材
    名前local-legth要素数volumes変位(mm)相対誤差(%)
    me1100.5176841160000
  • エラーコード http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/%E3%83%A1%E3%83%83%E3%82%B7%E3%83%A5%EF%BC%88%E3%82%A8%E3%83%A9%E3%83%BC%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%83%89%EF%BC%89.png
  • 明日は熱応力がを見てみる

9/1(熱変位)

  • 今回は熱変位の誤差を調べた。長さを一定にし、部材を細くしていった。結果を以下に示す。
    名前xyz変位(mm)相対誤差(%)
    hoso12002002000.10348812.486
    hoso22001001000.0978716.381
    hoso320010100.0935031.633
    hoso4200110.09212500.1630
  • 手計算の値は0.092mmである。
  • メッシュの細かさはhoso4以外はすべてそのままの値で行った。hoso4については計算上はエラーが出ていないようであったが、post-proが出てこなかった。そこでメッシュが原因と考えてメッシュを細かくしたところ結果が出てきた。
  • 今回の結果から部材が細いほど正確な値が得られることがわかった。また、hoso4の結果からもsalomeでの熱変位の値は正確であることがわかる。
  • 次回はメッシュの細かさで相対誤差が変化するのかを確かめる。

8/30(熱変位)

  • 一番初めに確認した値の違いに疑問を感じたので再度解析を行った。その結果、演習通りの値となった。相対誤差は0.2552%であった。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/%E7%A2%BA%E8%AA%8D%EF%BC%88X%E8%BB%B8%E6%96%B9%E5%90%91%E5%A4%89%E4%BD%8D%EF%BC%89.png

8/28(熱変位)

  • 今回は誤差の確認を行った。前回は変位を軸中心の変位を色で読み取ったため、正確な値ではないと考えた。そのため、ParaView?で軸中心の変位を改めて確認した。その結果、新たに0.952(mm)という値を得た。そのため、新たな相対誤差は3.478%となった。
  • X軸方向変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/Screenshot-5.png

8/14(熱変位)

  • 今回は手計算とどれくらい一致するかを検証してみた。
  • 課題内容は「材質がアルミニウムと想定し、線膨張係数を23e-6(1/K)、長さを200(mm)、温度差を20(℃)」とした。
  • 手計算の結果は⊿L=L×α×⊿Tにより求め、0.092(mm)となった。
  • そして、パソコンによる最大変位は0.124939(mm)となった。けれども、中立軸での変位は0.0937042(mm)となり、相対誤差は1.85%であった。
  • そのため、正確に解析できていると考える。
  • プログラム http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%A0.png
  • X軸方向変位 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/%E7%86%B1%E8%86%A8%E5%BC%B5%E3%81%AE%E5%A4%89%E4%BD%8D%EF%BC%88%E6%BC%94%E7%BF%921%EF%BC%89.png
  • 正面図 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/%E7%86%B1%E8%86%A8%E5%BC%B5%E3%81%AE%E5%A4%89%E4%BD%8D%EF%BC%88%E6%BC%94%E7%BF%921%EF%BC%891.png

8/8(熱変位)

  • 今回は熱応力のプログラム作成を行った。結果から言うと成功した。
  • 今回の成功から前回の失敗を考えるとおそらくバージョンの違いによるものだと考える。 前回はeficasで入力ができない項目があったが今回はすべて入力することができた。
  • 今回得られた熱応力は課題の値とほぼ一致した。誤差の要因はメッシュの細かさの違いによるものだと考える。その理由は、一度メッシュの細かさを荒くした時に大きく値違ったためである。 そのため、熱応力の解析ではメッシュの細かさが重要である考える。
  • 次回はx方向だけの変位をゆるし、片側だけ固定端とした解析を行い、手計算と比較する。その時に合わせて簡単にやり方をwikiにアップしようと思う。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/Screenshot-4.png

8/6(熱応力)

  • 以前作成したプログラムを作り直してみたが失敗した。eficasで入力できない所を端末で書き込んでみたが、その部分がエラーとなった。次回はまた別な方法で行なってみる。

7/31(熱伝導case1)

  • case1の熱伝導解析を行った。課題通りに実行できた。内容は基盤となる部材の上に小さな熱源を置き、その熱源から基盤への熱伝導を解析した。
  • 今回の熱伝導解析から熱を物体に与えることができたので、ここから線膨張係数のプログラムを加えることで熱応力を調べることができると思う。
  • 次回は今回の熱伝導解析で行った手順を復習し、その操作の意味を考えてみる。

7/3

  • ネット上に挙げられていた線形熱応力のやり方を参考に実行してみたがエラーが何度も出てしてまいうまくいかなかった。
  • http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/netu%28e1%29.png
  • 上記のようなプログラムを組んでみたがエラーが出てしまった。このエラーから解決していこうと思う。

6/24

salomeで任意の面だけを細かくメッシュで切る事ができた。これにより、応力の集中する部分だけを細かく解析することができる。以下の図は固定端の部分だけを細かく切っている。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/Screenshot-2.png

6/22

~ゼミ~

  • 錦帯橋の論文ではバネ要素及びはり要素で解いていた。このことから木組みをバネ要素及びはり要素で解いてみたいと思う。そのため、今後はsalomeでバネ要素及びはり要素での解き方を学んでいく。

6/21

~木組みのメリット~

  • 耐震性(衝撃が分散することにより、一気に倒壊しない粘り強さがある)
  • 耐火性(芯まで燃えなければ強度を保持できる)
  • 環境性能(施工時のエネルギー消費量が少ないため、CO2の削減に寄与できる)
  • 金具を使わない分腐りにくい
  • 木の経年変化の収縮などによるボルトの緩みなどがない

6/18

  • それっぽい論文を3つほど読んだが参考になりそうなのは1つだけであった。
  • 具体的な方法はまだ見つからない。

5/18

  • ①木組みの種類はどのようなものがあるのか。
  • ②木組みの参考書を読む。
  • ③salomeでどのように木組みを作るのか?
  • ④木組みトラスを簡単に作ることができるのか?作れるなら応急橋として使える・・・?
  • 目標:キングポストトラスを木組みだけで作る。

4/30

・卒論テーマ:木組みトラス橋は無理か(金物がない方が腐りにくい)。Salomeで木組みパーツのモデルをつくり、3Dで試作(せいぜい、キングポストトラスぐらいなら、家屋屋根の木組みがヒントになるのでは)。FEMで残留応力等を考慮するのは難しいが、パーツ間に薄いやわらかい要素を入れて一体化解析すれば、くびれすぎると応力集中しやすいぐらいの解析はできるのでは。

latexメモ

画像を開きながら編集

  • texを開き、:を押して編集モードに切り替える。
    • ( :!platex ファイル名.tex
    • ) を押して、コンパイルする。
  • そして、
    • ( :!pxdvi ファイル名&
    • ) で画像を開くことができる。
  • このまま編集することができるが、編集したあとは
    • ( :w
    • ) で上書き保存して、コンパイルする。 その後に画像をクリックすると自動的に編集後の画像に変わる。

画像の貼りつけ

  • (
    \begin{figure} \begin{center} \includegraphics[width=○cm,height=○cm]{ファイル名.eps} \caption{図のタイトル} \end{center}
    \end{figure}
  • ) で行う。 ここで、width、heightはそれぞれ幅と高さである。また、画像の拡張子はepsでなければならないが、png形式ではエラーが出てしまう。そのため、gimpで保存しなおす必要がある。また、保存先は自分が画像を使うtexが入っているファイルである。

  • (
    \begin{table}[h] \begin{center} \caption{表のタイトル} \begin{tabular}{|c|c|c|} \hline ○&○&○\\ \hline ○&○&○\\ \hline \end{tabular}
    \end{cnter} \end{table}
  • )
  • これで2行3列の表ができる。

図とタイトル、表とタイトルの間隔を縮めたいとき

  • ( \vspace{縮めたい長さ(5mmとか)}
  • )
  • タイトルを図や表などに近づけたいときは\captionの前に上記の文を入れ長さをマイナス(-)を付ければよい。マイナスを付けると上に動く。また、文章にも適用できる。

UNIXコマンド

lsリスト表示。ls -lで詳細表示。ls -aで隠しファイル表示。
pwd今いるディレクトリのパスを表示。
cdディレクトリ移動。cd ..で上の階層へ移動。
cpコピー。cp hoge hage でhogeをhageにコピー。
mv移動。mv hoge hage でhogeをhageに移動。
rmファイル削除。ディレクトリを中身ごと削除するときはrm -r。
mkdirディレクトリ作成。
rmdirディレクトリ削除。
moreテキストファイルの中身を表示。
dfディスク容量を表示。df -mでMBで表示。df -Tでフォーマットタイプを表示。
>コマンド>ファイルでコマンドの実行画面をファイルに書き込む。

viコマンド

編集モード

  • viには、編集モード、挿入モード、コマンドモード、ビジュアルモードがある。 vi ファイル名 と打ち込んで起動すると、編集モードになる。 下の表に示す挿入のためのコマンドを打ち込むと挿入モードになり、 文字列を打ち込めるようになる。編集モードに戻るにはESCを押す。 カーソルの移動は編集モードで、h,j,k,lキーを押すと、それぞれ左、下、上、右に 移動できる。つまり、ホームポジションに右手を置いたままカーソル移動が できるので、カーソル移動のためにいちいち矢印キーに右手を持っていく 必要がない。
iカーソル位置から挿入。
a行末から挿入。
o下に1行挿入。大文字のOなら上に1行挿入。
x1文字削除。2文字削除したければ2x。
dd1行削除。2行削除したければ2dd。
yy1行コピー。2行コピーしたければ2yy。
p文字なら右に、行なら下に貼り付け。左や上に貼りつけたい場合は、大文字のP
.直前の操作を繰り返す。
//文字列と書いてEnterで文字列を検索。nで次を検索。Nで前を検索。
gg先頭へ移動。
G末尾行へ移動。
$行末へ移動。
^行頭へ移動。
fその行で次にその文字が現れるとことに移動。例えば、faと打てば、aの文字が最初に現れるとろに移動。行頭(左)方向に文字検索する場合は大文字のF。
uアンドゥー。今やった操作をさかのぼって元に戻す。
Ctrl+rアンドゥーでさかのぼったところから同じ操作を再実行。
ZZ今編集中のファイルを上書き保存して終了。
gを押してからcntl+g行数や単語数を表示。

ビジュアルモード

  • 編集モードで、vやVやCtrl+vを打つとビジュアルモードになり、 hjklキーで文字選択、行選択、箱選択などができる。 こうして選択した文字列をyでコピーしてpで貼り付けたり、 dで削除したりできる。特に箱選択は有用。
v文字選択。
V行選択。
Ctrl+箱選択。

コマンドモード

  • 編集モードで:を打つと、下にコマンドを打ち込む:欄が表示されるので、 そこに以下のコマンドを打ち込んで操作する。 実行したコマンドの履歴は↑↓キーで出てくる。
:q編集してないファイルを閉じる。
:q!編集してしまったファイルを保存せずに強制終了。
:w今編集中のファイルを上書き保存(編集は続行)。
:wq今編集中のファイルを上書き保存して終了。
:%s/置換前/置換後/g文字列の置換。末尾を/gcにすると確認しながら置換。
:sp ファイル名もう一つのファイルを開いて上下に表示。ファイル間の移動はCtrl+wの後にjkキーで
:vsp ファイル名もう一つのファイルを開いて左右に表示。ファイル間の移動はCtrl+wの後にhlキーで。2つのファイルの違いを比較したい場合は、viの代わりにvimdiffで開く。
:only複数のファイルを開いていたとき、今カーソルのある方のファイルだけにする。
:!コマンドコマンド実行。例えば、viでhoge.texを開いたままで、これをコンパイルしたい場合は:!platex hoge。

salomeメモ

meshについて

  • あと、ちょっと分かりにくかったのがMeshの設定の所で、タブが「3D」、「2D」、「1D」、「0D」と並んでいるのですが、私は最初、これらを立体要素、平面要素、棒要素を作る切り替えだと勝手に勘違いしていました。なので、立体要素を作るのに何故「1D」タブを触るのか良く分からなかったのですが、要素の種類では無く、面や辺の設定を切り替えるためのタブのようです。たとえば、2次要素を作る場合は辺上に中間節点が出来るので「1D」のタブで設定します。同様に、辺の平均長さや最大長さのコントロールは「1D」タブ、面の最大面積などは「2D」タブで設定します。 3D:体積、2D:面積、1D:辺 「1D」タブの「Add.Hypothesis」を「Quadratic Mesh」←2次要素

モデルの均等拡大

  • メニューから「Operations」-「Transformation」-「Scale Transform」です。

partitionの意味

  • これは、境界面を共有節点でメッシュ切りするために必要な手順とのことです。

asterで熱を解くやり方(材料一つ)

  • まず、メッシュの切り方が重要である。試したところ、四面体要素では解析できなかったので、次のように設定して解くことをおすすめする。もしかしたら、四面体でできるかもしれない。
  • 3Dタグでalgorithmをhexahedron(i,j,k)にする。
  • 2Dタグでalgorithmをquadrangle(mapping)にする。
  • 1Dタグでalgorithmをwire discretisation、hypothesisでlocal lengthを設定する。local lengthを設定するとメッシュの細かさを変更できる。たしか、lengthで変更できる。また、precision(精密というのだが)はよくわからないが参考として1e-07で良い。
  • add.hypothesisをquadratic meshに設定する。これは解析の精度を上げるための設定なので、設定しなくても問題ない。
  • 以上でメッシュの設定は終わり。
  • つづいて、eficasの設定をする。
  • まず、DEFI_MATERIAUの設定をする。 ここでは材料諸元の設定ができる。 ELASでEがヤング率、NUがポアソン比である。 ここで、線膨張率を加える。 ELASをクリックをすると、右側のajouter mot-clefが表示されるので、 ここでALPHAをクリックしてvaliderで追加する。 最後にDEFI_MATERIAUをクリックし、 nommer conceptで材料名を入力して設定する。
  • 次にAFFE_MODELEをクリックし、nouvelle commandeタブでCREA_CHAMPを追加する。 そして、これによってどの部材をどのくらいの温度まで上昇させるかを設定する。 TYPE_CHAMをNOEU_TEMP_Rに設定する。 CREA_CHAMPをクリックし、OPREATIONを追加してAFFEに設定する。 b_affeをクリックし、MODELEを追加してMODEを設定する。 AFFEでTOUTとあるがこれは対象構造物全体を表す。 今回は材料一つなのでこれを使う。 このTOUTをOUIに設定する。 NOM_CMPではnommer conceptタブでTEMPを入力して設定する。 VALEを追加し、何度まで上昇させるかを設定する。 最後にCREA_CHAMPでクリックし、nommer conceptタブでtempSを入力する。 たぶん、ここの入力何でもいいと思うが参考にした資料はこれを入力していた。
  • AFFE_MATERIAUの設定をする。 ここは材料の初期条件にあたる。 AFFEではTOUTをOUI、MATERで材料諸元で設定した材料名を設定する。 次にAFFE_MATERIAUをクリックし、AFFE_VARC追加する。 そして、TOUTをOUI、NOM_VARCをTEMP、CHAMP_GDをtempS、VALE_REFは初期温度を設定する。
  • AFFE_CHAR_MECAを設定する。 今回は熱に関して解くだけなので、荷重の部分であるPLES_LEPは削除する。削除する方法は削除したい項目を右クリックして出てきた項目をクリックすれば良い。
  • 以上で設定は終わり。あとはRUNすればよい。
  • eficasの完成形 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2015/takahashi/%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%A0.png

載荷してASTERで解く

  • partitionで載荷する面もしくは線(点でも可)及び境界条件を区切る。(これを行わないとメッシュが切られていないというエラーが出る。)
  • asterで載荷箇所及び荷重の大きさを設定しておく。
  • これらの設定を終えたら、今度は端末でcommファイルをviで開く。そして、次の文を削除する。
    • ( MAIL=MODI_MAILLAGE(reuse =MAIL, MAILLAGE=MAIL, ORIE_PEAU_3D=_F(GROUP_MA='saika',),);
    • )
  • つづいて、以下のように書き換える
    • ( FORCE_ARETE=_F(GROUP_MA='kaju', FY=-1000,),);
    • )
  • FORCE_の後は荷重の種類によって変える。例えば、面荷重ならFACE、線荷重ならARETE、点荷重ならNODALEとなる。

断面の部分的なところの変位や応力の見方

  • 表示させているscalar def.shapeで右クリックし、values labelingをクリックすると見ることができる。しかし、かなりパソコンが重くなるので、あらかじめ見たい部分を拡大したうえで表示する方がよい。

モデルを切って断面図を表示。

  • 構造物の内部の変位や応力を見たいときは断面を切断すると良い。このときは表示させているscalar def.shapeで右クリックし、clipping planesをクリックする。あとは自分で切りたい断面を設定すればできる。

sub-Mesh(面)

  • まず、全体をメッシュで切る。
  • 細かく切りたい面をグループで作成する。
  • Mesh→crate sub-Mesh
  • 全体を切ったMeshをMeshの空欄に入れ、細かくしたい面をGeometryの空欄に入れる
  • タグを2Dに変更。Algorithm→Triangle(Mefisto)とHypothesisの横にあるギアのマークをクリックし、Max.Element Areaを選択し、要素の最大面積を決める。(参考資料では3としている)
  • タグを1Dに変更。Algorithm→Wire discretisation。Hypothesisの横にあるギアのマークをクリックし、Automatic lengthを選択。値を決める。(参考資料では0.3としている)
  • これで設定は終了
  • 大元のMeshに!ができているのでそれをComputeする。

プレゼンテーションの基本(後藤さんバージョン)

  • 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

タイピング記録

日付記録
4/910分9秒
4/108分41秒

卒論の方針

第一

  • 木組み構造では残留応力が発生する。この残留応力は熱応力によって再現が可能である。しかし、この残留応力が発生した状態で木組み接合部に荷重が載荷するとどのような応力状態に変化するのかがわからない。そのため、この応力状態を調べる。さらに、この応力状態と剛結したモデルとで比較して木組みの方が弱くなるのか、それとも問題がないのかを確かめる。

第二

  • 接合部の残留応力を見たところ、やはり角の部分にとてつもなく大きい応力が出た。木組みにするとこんなに応力が加わるよ・・・

第三

  • 木橋とか体育館の渡り廊下とかに木組みを利用できたら自由度が広がるのではないのかなーとか
  • 木組みをsalome上で再現するのは難しい(片方を膨らませてもう片方に食い込むような状態)が試行錯誤をした結果、熱応力を発生させて再現すること提案しますとか

第四

  • 例えば、残留応力のない状態での応力状態と残留応力のある状態での応力分布を比較して評価する。(ない方が強いよねとか残留応力が働くときは通常の応力状態「三角形分布」ではなくこのように分布するため、このように所から破壊するよね。)

第五

  • 載荷試験については荷重を2箇所に加える4点曲げ試験(曲げによる影響を見るため)、片持ち梁の端部に載荷試験(せん断による影響を見るため)の2つを行う。
  • 載荷のみ、熱応力のみ、載荷と熱応力の三種類をそれぞれ行い、比較する。

第六

  • はじめに
    • 木材は軽くて丈夫というメリットがあります。そして、伝統的な構造物の中には金具を使わず、木材だけで組み立てて作るものもあります。そのため、「応急橋のように金具なしで簡単に組み立てられる」、「美観が優れた木造のホールなどの渡り廊下に利用」などを目的として木組み構造の研究をしています。

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Last-modified: 2020-01-20 (月) 11:32:38